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Maschine zum Fräsen von Kegelrädern nach dem Abwälzverfahren.
Die Erfindung bezieht sich auf solche Maschinen zur Herstellung von Zahnrädern, bei denen die Zahnlücken nach dem Abwälzverfahren mittels zweier umlaufender, im Winkel zueinander gestellter Fräser mit ebenen Schnittflächen geformt werden, wobei beide Fräser ein und dieselbe Zahnlücke bearbeiten, indem das Werkstück und die Fräser dieselbe gegenseitige Bewegung wie ein umlaufendes Zahnrad und ein in dieses eingreifender Zahn
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betrifft sonach eine Abänderung der Warrenschen Fräsmaschine, bei welcher bekanntlich das Werkstück eine schwingende Bewegung um seine Achse erhält, während die beiden umlaufenden Fräser sich radial zur Kegelspitze bewegen und dabei ausserdem noch eine gemeinsame Schwingung um eine durch die Kegelspitze gehende Achse mitmachen.
Bei der Maschine nach der Erfindung wird die radiale Bewegung der Fräser weggelassen und es können daher die beiden Fräser erfindungsgemäss auf einem Schlitten angeordnet werden, welcher senkrecht zu der die Achsen der Fräser enthaltenen Ebene und um eine zur
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mit Fräsern ohne Radialbewegung arbeitenden Maschine von Beale weist die Maschine nach der Erfindung weitgehende konstruktive Vereinfachungen auf, ferner weist dadurch, dass das Werkstück nur um eine feststehende Achse schwingt, das Erzeugnis auch eine grössere Genauigkeit auf. Schliesslich wird durch die angeführte Anordnung eines einzigen Schlittens die Einstellung der Maschine für verschiedenartige Räder (wie später erläutert) sehr erleichtert.
Die Zeichnungen veranschaulichen eine Ausführungsform einer Maschine nach der Er- findung. Fig. i zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 stellt die Maschine teilweise in Draufsicht und teilweise im Schnitt dar.
Aut der Bodenplatte 1 (Fig. i und 2) ist ein Gestell 2 befestigt, das die Befestigungs-, Einstell-und Antriebsvorrichtungen für das Werkstück 3 trägt. Letzteres wird am äusseren zylindrischen Ende einer Hülse 4 befestigt, deren anderes kegelförmiges Ende in einer äusseren Hülse 5 geführt ist. In den Hülsen 4 und 5 ist eine Spindel 6 verschiebbar, aber nicht drehbar gelagert, deren eines mit Gewinde versehenes Ende in einer in der Hülse 5 drehbaren, nicht aber verschiebbaren Mutter 7 eingeschraubt ist, die am äusseren Ende ein Handrad 8 trägt. Am oberen, freien Ende hat die Spindel 6 eine ringförmige Eindrehung, in welche, nachdem das Werkstück auf der Hülse 4 angebracht wurde, eine mit einer gegen den Umkreis offenen Aussparung versehene Unterlagsscheibe 9 eingeschoben wird.
Diese Unterlagsseheibe, die somit daran verhindert wird, sich axial im Verhältnis zur Spindel 6 zu verschieben, wird beim Anziehen dlr Mutter 7 mittels des Handrades 8 gegen eine andere Unterlagsscheibe 10 gedrückt, die wieder gegen das Werkstück anliegt, wodurch letzteres gegen das Ende der Hülse 5 festgespannt wird.
Zur Drehung der Hülse 5 und des daran befestigten Werkstückes dient ein auf der Hülse 6 aufgekeiltes oder in anderer Weise befestigtes Schneckenrad 11. Die verlängerte Nabe des Schneckenrades und das nächst dem Werkstück befindliche Ende der Hülse 5 sind in Lage'n 12. 13 eines das Schneckenrad und die vom Maschinenantrieb aus in Um-
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Die sämtlichen beschriebenen Befestigungs-und Antriebsvorrichtungen des Werk- stückes 3 sind auf einen Schlitten 20 (Fig. 2) angebracht, der mittels einer Stellschraube 21 in Führungen eines Rahmens 22 parallel zur Achsenrichtung des Werkstückes bzw. der Spindel 6 verschoben werden kann. Mittels geeigneter Vorrichtungen kann der Rahmen 22 um Zapfen 23 im Gestell 2 verschwenkt werden. Er wird dabei in kreisförmigen Nuten 24 des Gestells 2 geführt und wird nach vorgenommener Einstellung mittels Schrauben 25 festgestellt.
Durch Verschiebung des Schlittens 20 und Verschwenken des Rahmens 22 kann das Werkstück so eingestellt werden, dass die Spitze des Teilkegels des Werkstückes mit der Drehachse des Rahmens 22 zusammenfällt und dass der Teilkegel die lotrechte Ebene durch die genannte Achse berührt, wie Fig. i zeigt.
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Auf der Bodenplatte 1 ist ferner ein Gestell 26 angebracht, das die Fräser nebst ihren Einstell-und Antriebvorrichtungen trägt. Die Fräser bestehen aus scheibenförmigen Körpern, in denen eine Anzahl von radialgestellten Schneidstählen 28 befestigt ist, deren Schneiden in Ebenen liegen, die einen Winkel bilden, der dem Neigungswinkel zwischen den ebenen Seitennichen eines Zahnes eines gedachten Erzeugungsrades A (Fig. I) entspricht. Die Fräser sind dabei so angebracht, dass die Schneidstähle des einen Fräsers in die Zwischenräume zwischen den Schneidstählen des anderen Fräsers eingreifen. Die Schneidstähle, die das Werkstück gleichzeitig bearbeiten, entsprechen einem Zahne des gedachten Erzeugungsrades.
Die Lagergehäuse der Fräser werden von einem Schlitten 45 getragen, der in Führungen eines schwingbaren Rahmens 48 derart angebracht ist, dass er in dem ge-
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der durch die Achsen der Fräser bestimmten Ebene liegt. Die Verschiebung des Schlittens 45 im Rahmen 48 geschieht durch eine Schraube 47, die mittels eines Kegelradgetriebes 46 gedreht werden kann, dessen eines Rad mit einem (nicht dargestellten) Handrade versehen ist. Der Schlitten 45 trägt auch die Antriebsvorrichtung der Fräser, d. i. zweckmässig ein Elektromotor M. Letzterer ist durch ein Stirnradgetriebe 49 mit den Wellen 50 der Schnecken 44 verbunden, welche auf den Fräserachsen sitzende Schneckenräder treiben.
Der Rahmen 48 ist um Zapfen 51 eines Schlittens 52 drehbar gelagert und wird am unteren Ende durch im Schlitten 52 vorgesehene, zylindrische Führungsnuten 53 geführt. Er wird
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zwischen den Führungsnuten 53 befindliche kreisförmige Rippe umfassen. Der Schlitten 52 wird von einem schwingbaren Rahmen 55 getragen, indem er in einer zur Bewegungsrichtung des Schlittens 45 senkrechten Richtung verschoben und in der gewünschten Stellung mittels Schrauben 57 verriegelt werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Rahmen 55 mit einem hohlen Zapfen 58 versehen, der im oberen Teil des Gestelles 26 gelagert und in einer am unteren Teil des Gestelles angeordneten, kegelförmigen Führungsbahn geführt ist.
Der Zapfen 58, der die Drehachse des gedachten Erzeugungsrades A bildet, wird in der einen oder anderen Richtung mittels der Schnecken 60, 61 gedreht, welche in einen Zahnkranz 62 eingreifen, der am unteren, zylindrisch ausgebildeten Teil des Rahmens 55 angebracht ist.
Das Gestell 26 ist auf der Bodenplatte 1 verschiebbar, die zu diesem Zwecke mit geeignetem Führungsnuten versehen ist. Die Verschiebung, die in der Richtung gegen das zu bearbeitende Werkstück oder von demselben erfolgt, wird mittels eines im Gestelle gelagerten Triebes 63 bewirkt, der durch ein (nicht dargestelltes) Handrad gedreht wird und in eine an der Bodenplatte 1 angebrachte Zahnstange 64 eingreift. Das Gestell wird in der gewünschten Stellung mittels einer einstellbaren Sperrvorrichtung verriegelt, die aus einem auf der Bodenplatte einstellbaren Schlitten 66 und einem mit diesem zusammenwirkenden Federkolben 70 besteht. Der Schlitten 66, der einen Anschlag 65 trägt, ist mittels einer Schraube 67 und eines Schneckengetriebes 68 verschiebbar.
Mit dem einstellbaren Anschlag 65 wirkt einerseits ein am Gestell befestigter Anschlag 69, andrerseits der unter Federwirkung stehende Kolben 70 zusammen, der mittels eines Triebes 71 ausser Eingriff mit dem Anschlag 65 gebracht werden kann, welcher Trieb 71 mit auf dem Kolben geformten Zähnen 72 zusammenwirkt. Der Kolben 70 ist unten abgeschrägt, so dass er, wenn er sich an der äusseren Seite des Anschlages 65 befindet, bei der Verschiebung des Gestelles in der Richtung gegen das Werkstück von dem Anschlag entgegen der Wirkung der Feder selbsttätig gehoben werden kann.
Wenn das Gestell 26 die gewünschte Stellung erreicht hat, die durch die Lage des Anschlages 65 bestimmt wird, wird eine weitere Verschiebung des Gestelles gegen das Werkstück durch den festen Anschlag 69 verhindert und gleichzeitig stösst der Federkolben 70, indem er abwärts verschoben wird, gegen die entgegengesetzte Seite des Anschlages 65, wodurch das Gestell verriegelt wird.
Die beschriebenen Vorrichtungen ermöglichen folgende Einstellungen der Fräser ;
Durch Verschiebung des Schlittens 45 nach oben oder nach unten wird der Schwingungshalbmesser für die Fräser, d. h. der Halbmesser des Erzeugungsgrades verkleinert oder vergrössert und gleichzeitig wird die Teilung des Erzeugungsrades und somit auch die Teilung des erzeugten Rades verkleinert oder vergrössert. Die Anzahl der Zähne wird dadurch nicht verändert.
Soll die Anzahl der Zähne verändert, z. B. vergrössert werden, die Teilung aber unverändert bleiben, so wird dies dadurch erreicht, dass das Gestell 26 nach aussen (von dem Werkstück ab) verschoben wird, wobei gleichzeitig der Schlitten 45 nach unten verschoben und der Rahmen 48 um die Zapfen 51 gegen das Werkstück verschwenkt wird. Letztere Schwingung muss so bestimmt sein, dass die Fräser relativ zum Werkstück eine derartige
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Stellung beibehalten, dass die gedachte Schnittlinie zwischen ihren ebenen Schneid flächen durch die Spitze des Teilkegels des Werkstückes geht, d. h. die Fräser sollen eine derartige Stellung einnehmen, dass ihre Schneidflächen mit den beiden Seitenebenen eines Zahnes des Erzeugungsrades zusammenfallen. Dies ist notwendig, um die erzeugte Zahnform theoretisch richtig zu erhalten.
Eine Verkleinerung der Anzahl der Zähne bei unveränderter Teilung wird dadurch erreicht, dass das Gestell 26 gegen das Werkstück zu verschoben wird, wobei gleichzeitig der Schlitten 45 nach oben verschoben und der Rahmen 48 nach aussen in der Richtung vom Werkstück weg verschwenkt wird. Eine Veränderung sowohl der Anzahl der Zähne als auch der Teilung bei unveränderter Grösse des erzeugten Rades wird dadurch erreicht, dass das Gestell 26 gegen das Radwerkstück nach oder von dem Radwerkstück weg und gleichzeitig der Rahmen 48 in entgegengesetzter Richtung verschwenkt wird.
Eine Vergrösserung bzw. eine Verkleinerung der Breite des Zahnlückenbodens des erzeugten Rades wird dadurch erzielt, dass die Fräser mittels verschiebbarer Hülsen (nicht dargestellt) von bzw. gegeneinander verschoben werden.
Bei der Herstellung von Zahnrädern mit verschiedenen Spitzenwinkeln muss beachtet werden, dass die Spitze des Teilkegels des Werkstückes immer mit der Drehachse des Rahmens 22 zusammenfallen und dass der Teilkegel die Teilebene des Erzeugungsrades A
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der einen oder der anderen Richtung wird es somit möglich, Zahnräder mit derselben Teilung, aber mit verschiedenen Zähnezahlen und Spitzenwinkeln innerhalb gewisser Grenzen zu erzeugen.
Bei der Herstellung von Zahnrädern mit schrägen Zähnen wird der Schlitten 52 in der einen oder anderen Richtung verschoben, wobei der durch die Schneidstähle der Fräser gebildete Zahn des Erzeugungsrades parallel zu sich selbst um ein grösseres oder kleineres Stück nach der Seite des Mittelpunktes des Erzeugungsrades versetzt wird. Im übrigen sind die Einstellbewegungen des Werkstückes und der Fräser den beschriebenen ähnlich.
Es ist somit möglich, durch einfache Verschiebungen bzw. Verschwenken der Teile, die das Werkstück bzw. die Fräser tragen, Kegelräder von verschiedener Grösse mit geraden
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Spitzenwinkel herzustellen.
Nachdem das Werkstück und die Fräser in der beschriebenen Weise eingestellt und die Fräser mittels des Motors in Drehung versetzt sind, wird die gegenseitige Abrollbewegung des Werkstückes und der F. äser dadurch herbeigeführt, dass die das We kstück tragenden Hülsen 4, 5 und der die Fräser tragende Rahmen 55 je für sich in I in und her gehende Schwingbewegung um Achsen versetzt werden, die, wie in Fig. i gezeigt, sich in der Spitze des Teilkegels des Werkstückes schneiden.
Obwohl die beschriebene Maschine besonders für die Herstellung von Kegelrädern bestimmt ist, kann sie auch zur Herstellung von Stirnrädern benutzt weiden, zu welchem Zwecke man nur den Rühmen senkrecht einzustellen, den Bewegungsmechanismus des schwingbaren Rahmens 55 auszuschalten und den Schlitten 52 durch geeignete (nicht dar-
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PATENTANSPRÜCHE : i.
Maschine zum Fräsen von Kegelrädern nach dem Abwälzverfahren mittels zweier umlaufender, im Winkel zueinander gestellter Fräser mit ebenen Schneidflächen, welche Fräser ein und dieselbe Zahnlücke bearbeiten, gekennzeichnet durch einen die beiden Fräser tragenden, im Maschinengestell schwingbar gelagerten Schlitten (), welcher senkrecht zu der die Achsen der Fräser enthaltenden Ebene und um eine zur Schwingungsachse des Schlittens senkrechte Achse (51) verstellbar ist.