Nach dem Abwätzverfahren arbeitende Zahnradbearbeitungsmaschine.
Es sind nach dem Abwälzverfahren arbeitende Zahnradbearbeitungsmaschinen be kannt, bei denen zur Erzeugung der Wälz- bewegung eine Vorrichtung angebracht ist, die aus einem auf dem Werkstückdorn befestigten Wälzbogen und ! einer mit diesem in Eingriff stehenden Zahnstange besteht., wobei diese Zahnstange durch einen um den Werkstückdorn lose drehbaren Schlitzhebel mit einer parallel zu ihr liegenden, zweiten Zahnstange verbunden ist, die entweder selbst als Werkzeugträger ausgebildet ist oder mit diesem in Verbindhing steht.
In dieser Weise ausgeführte Maschinen haben jedoch den Nachteil, dass sie beim Einspannen von Werkstücken verschiedenartiger Durchmesser jeweils eine bsondere Einstellung benotigen, wenn sie eine theoretisch vollkommen einwandfreie Verzahnung liefern sollen. Nur wenn die Abstände der in den Schlitzen d'es Schlitzhebels liegenden Zapfen der Zahnstange des Wälzbogens und des zahnstangenformigen Werkzeuges von den Teilrisslinien der Zahnstange des Wälzhogens und des Werkzeuges für den jeweiligen Werkstückdurchmesser riehtig gewählt sind, werden. absolut genau kämmende Zähne erzielt.
Vorliegende Erfindung bezweekt, bei der. artigen Maschinen eine besondere Einstellung unnötig zu machen, indem sich die richtige, wirksame Länge des Schlitzhebels bei der Einstellung des Werkzeuges auf den jeweiligen Werkstückhalbmesser gleichzeitig vollkommen selbsttätig ergibt.
Dies wird dadurch erreicht, dass ein mit dem Werkzeug verbundener, in den Schlitzhebel ein- greifender Zapfen, der radial zum Werlstück zusammen mit dem Werkzeug verschiebbar ist, derart zu dem Werkzeug, unter-oder oberhalb desselben, angeordnet ist, dass der Abstand des Zapfens von der Drehachse des Werkstückes gleich dem Wälz- kreishalbmesser des Werkstückes ist, während ein anderer, in den Schlitzhebel eingreifender Zapfen einen Abstand von der Drehachse des Werkstückes hat, der dem Wälzkreishalbmesser des Wälzbogens entspricht, in welchen die mit dem letzteren Zapfen verbundene Zahnstange eingreift.
Die Maschine nach der Erfindung kann einen zweckmässig, symmetrischen Aufbau besitzen, den die doppelarmige Ausbildung des Schlitzhebels ergibt, wodurch die Arbeitsgenauigkeit und Lebensdauer der Ma- schine eine sehr hohe ist.
Die Arbeitsgenauigkeit und der einfache Aufbau der Maschine können weiter wesent- lich dadurch verbessert sein, dass nicht wie seither der Wälzbogen unmittelbar mit dem Werkstückdorn fest verbunden ist, sondern zwischen den um den Werkstückdorn oder einen gleichartigen Zapfen lose drehbar an geordneten Wälzbogen und das Werkstück, das Teilgetriebe, die schwingende Bewegung des Werkstückes mitmachend, eingeschaltet liegt Hierdurch wird vermieden, dass die durch Herbeiführung der Wälzbewegung erforderlichen Bewegungen und Eräfte das Teilschneckengetriebe abnutzen, wodurch die Teilgenauigkeit ungünsti g beeinflusst wiirdle.
Der Erfindungsgegenstand ist in einer Ausführungsform in der Zeichnung dar- gestellt.
Fig. 1 zeigt die bekannte Einrichtung zur Erzeugung der Wälzbewegung in sche matischer Darstellung ;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Ma- schine nach der Erfindung in teilweisem S, chnitt ;
Fig. 3 ist eine Draufsicht der Maschine n a, ch Fig. 2.
In Fig. 1 ist di bekannte Einrichtung zur Erzeugung der Wälzbewegung mit den beiden parallelen Stangen 1 und 2 dargestellt. Die Stange l trägt das Werkzeug 3, das auf das Werkstück 4, welches auf dem Dorn 5 befestigt ist, zur Einwirkung ge- bracht wird. Hierbei führt das Werkzeug g eine hin-und hergehende Schnittbewegung winkelrecht zur Stirnfläche des Werkstückes aus. Das Werkstüek 4 muss gegenüber dem Werkzeug 3 zur Erziehmg der Evolventen- zahnflanke die bekannte Abri, lzbewegung ausführen.
Um das zu erreichen, ist ein ge zahnter Wälzbogen 6 auf den Dorn 5 auf gekeilt, der mit der Zahnstange 2 in Ein- griff steht. Auf dem Dorn 5 ist ferner ein einarmiger Schlitzhebe. I 7 frei drehbar ge- lagert, in dessen Schlitze 8 und 9 die Zap fen 10 und 11 der Zahnstange 2-des Wälz- bogens 6 und der Zahnstange 1 eingreifen.
Diese Verbindung bewirkt, dass bei Betäti- gung der Einrichtung das Werkstück 4 ge genüber dem Werkzeug 3 eine Relativbewe gung ausführt, die theoretisch genau der . Abwälzbewegung entspricht,. sofern die Ab srände der Zapfen 10 und 11 von den Teil risslinien der Zahnstange 2 und des Werk zeuges 3 richtig gewählt sind. Will man mit dieser Einrichtung ein Werkstück von anderem Halbmesser bearbeiten, so ist es daher erforderlich, wenigstens einem Zal fen, und da man den Zapfen 10 zweckmässig in seiner Lage dauernd belassen wird, dem
Zapfen 11 auf dem Werkzeugträger 1 einen -der, dem neuen Werkstückhallbmesser entsprechenden Abstand von der Teilrisslinie des Werkzeuges 3 zu geben.
Will man eine Verstellung des Zapfens 11 vermeiden. so muss bei dieser bekannten Einrichtung der richtige Abstand durch passende Ein- stellung des Werkzeuges 3 herbeigeführt werden, w. as jedooh nicht in allen Fällen möglich ist.
Durch die Einriehtung gemäss der Er- findung, welche die Fig. 2 und 3 veran- schaulichen, ist eine besondere Einstellung nicht erforderlich, vielmehr findet die Ein- stellung der richtigen, wirksamen Länge des
Schlitzhebels bei Anpassung des Werk zcuges an ein neues Arbeitsstück von einem ändern Halbmesser selbsttätig statt.
Der Aufbau der neuen Maschine ist fol gender :
Ein Maschinenbett a trägt einen festen
Mittelzapfen c und einen radial verschieb baren Ständer d. Von diesem wird ein quer verschiebbarer Schlitten e und ein auf letz in-rem senkrecht verschiebbarer Halter f mit. dem darin eingespannten Werkzeug h getragen.
Der Antrieb des Schlittens e uns ois Halters f, der vom Hauptantrieb abgeleitet wird, erfolgt durch eine Spindel i bezw. eine Schubstange k, und zwar derart, dass nach jedem Hub des Werkzeuges h der Schlitten c mit dem Halter f und damit auch das Werkzeug h um ein bestimmtes Mass wagrecht verschoben wird.
Mit dem Schlitten e ist ein Winkelhebel l fest verbunden, dessen wagrechter Arm an seinem Ende- einen runden Zapfen Il trägt. Dieser Zapfen greift in einen Schlitz am Ende des Armes m eines zweiarmigen Lebels m, m1, der um den feststehenden Zapfen c drehbar ist. Das Ende des Armes rbl dieses doppelarmigen Hebels ist ebenfalls mit einem Schlitz versehen, in den ein Zapfen q1 eingreift, der mit einer Zahnstange q fest verbunden ist, die in einer, am Masehi- nenbett a befestigten Geradeführung s parallel oder in einem beliebigen Winkel zum Schlitten e verschiebbar ist.
Die Zahnstange q greift in ein reisbogenförmiges Zahnsegment u, den soge nannten Wälzbogen ein. welcher mit dem um den Zapfen c drehbar gelagerten Tisch 7'fest verbunden ist.
Auf dem Tisch r ist die Teilschnecke x gelagert, die in das Teilschneekenrad y eingreift, welches mit dem um den Zapfen c drehbar gelagerten Aufspanntisch y'test verbunden ist. Durch diese Kupplung wird d lie Drehbewegung des Tisches v auf den Aufspanntisch y1, sowie auf das auf dem letzteren zentrisch aufgespannte Werkstuck 1) übertragen.
Die Zapfen p und q sind nicht belie big, sondern erfindungsgemäss in ganz bestimmter Weise angeordnet. Der radiale Abstand r1 des Zapfens q1 von der Achse 0-0 des Werkstückes bezw. des feststehenden Zapfens c ist gleich dem radialen Abstand r1 des Wälzkreises w-u des Wälzbogens u, der dem radialen Abstand der Wälzlinie t-t der Zahnstange q entspricht. Der radiale Abstand r des Zapfens p von der Mit tellinie o-o ist gleieh dem ra, dialen Ab- stand der Wälzlinie n-n des Werkzeuges h von der Linie o-o, cler wiederum dem Radius des Wälzkreises des Arbeitsstückes p entspricht.
Da der Zapfen l1 mit dem Schlitten e in fester Verbindung steht, von dem aueh das Werkzeug' tangential bewegt wird und dieser Schlitten e von dem radial zum Werlistiick verschiebbaren Ständer d ; etra- gen wird, so wird bei der Verschiebung dieses Ständers in Anpassung des Werk- zeuges an das zu bearbeitende Werkstück gleichzeitig auch der Zapfen l1 radial ver schoben, so da. bei jeder Einstellung des Werkzeuges es der radiale Abstand des Zapfens p und der Abstand der Wälzlinie n-na des Werkzeuges von der Mittellinie o-o stets gleich ist.
Es findet somit bei der Anpassuug des Werkzeuges h an das Werkstüel p gleichzeitig auch selbsttätig die Einstellung des Zapfens l1 am doppelarmigen Hebel m, m1 auf den richtigen Abstand von der Mittellinieo-ostatt.
Im folgenden soll nachgewiesen werden, da hierbei stets die richtige Relativbewegung des Werkstiiekes gegenüber dem Werk- eug zustandekommt, die theoretisch ge nau der AbwälzbewegTing entspricht, bei der der Wälzkreis des Werkstückes auf der Wä. lzlinie des nach dem Zahn einer Zahn star, ge geformten Werkzeuges rollt, ohne z-a gleiten, wodurch für jedes beliebige Ar beitsstück die Herstellung einer einwand- freien Zahnform ermöglicht wird.
Einer bestimmten, einen Kreisbogen be sehreibenden Bewegungsgrösse b eines Punktes des Wälzkreises des sich um o-o drehenden Werkstückes p soll eine bestimmte Bewegungsgröss g auf der Wälzlinie n-n des sich geradlinig und tajigential bewegen- den Werkzeuges h entsprechen. Die ge wünschte, richtige Arbeitsweise dar beschrie- benen Einrichtung ist dann vorhanden, wenn sich für jeden enbsprechend der GröBe des zu bearbeitenden Werkstückes wech- selnden Rollkreishalbmesser b = g ergibt.
Da der Zapfen li an der wagrechten und geradlinigen Bewegung des Werkzeuges h teilnimmt, so gilt für ihn auch die Bewe- gungsgrosse ss. Da die Zahnstange q parallel oder in einem beliebigen Winkel zu dem den Zapfen l1 tragenden Schlitten e lieegt und dieselbe gleichfalls wagrecht und gerad- linig verschoben werden kann, ferner da der Zapfen q1 der Zahnstange q und der Zapfen l1 durch den geradlinigen, doppelarmigen, um die Achse o-o ischwenkbaren Hebel m, mal miteinander in Verbindung stehen, wobei die wirksamen Hebelarme die Länge r bezw.
r1 haben, so hat die der Bewegungs grave g des Zapfens l1 entsprechende Bewegungsgröss g1 des Zapfens q1 und damit die Zahnistan'geQ'denBetrag g1 = g ¯ r/r
Die Bewegung der Zahnstange q führt die Drehbewegung b10 des zahnsektorförmigen Wälzbogens ? herbei, dessen Wälzkreis- radius gleichfalls die Grösse r1 hat, wobei dann roi i. st. ist.
Da der Wälzbogen u am Tisch v befestigt ist, der wiedfer über die Teilvorrichtung x, y mit dem das Werkstück p tragenden Aufspanntisch y1 inVerbindung steht, so wird mit der Drehung des Wälzbogens das Werkstück ebenfalls gedreht und da. die Radien derWälzkreisedesWälzbogensMunddes Werkstuckes p im Verhältnis r1 : r stehen, so'ist die der Drehung b1 des Wälzbogens entsprechende Drehung b des Wälzkreises des Werkstückes p b = b1 ¯ r/r1 woraus sich unter Berücksichtigung der obigen Gleichung i b1 = g ¯ r1/r für b ergibt: b = g ¯ r1/r ¯ r/r1 Diese Gleichung zeigt, da r wieder herausfäult, dass die neue Einrichtung unäbhngig von der Einstellung auf den jeweils herzustellenden Rollkreishalbmesser des Werkstückes stets richtig arbeitet.
Da auch r1 wie der herausfällt, so gilt für die neue Einrich tung ganz allgemein b
Nach dem Fertigstellen einer Zahnlücke fahrt man das Werkzeug wieder in die Anfangsstellung zurück und hierauf wird dem Werkstück eine Teilbewegung vermittelt.
Mes, kann dadurch geschehen, dass man eine Teilvorrichtung der bekannten Art in der üblichen Weise anordnet. In diesem Fall müsste aber da, s Teilgetriebe während dier Wälzbewegung $mitbewegt werden und bei gegenseitiger Bewegung von Teilsehnecke und Teilschneckenrad zugleieh die Kräfte übertragen, welche zur Ausführung der Wälzbewegung erforderlich sind. Hierdurch würde jedoch das Teilgetriebe einer starken Abnutzung unterworfen, welche die Teilgenauigkeit nachteilig beeinflusst.
Bei der neuen Einrichtung wird dies vermieden, indem die Teilvorrichtung derart angeordnet wird, dass diese die schwingende Bewegung des) Werkstückes mitmacht. Es kann dies, wie Fig. 2 und @ 3 erkennen lässt, dadurch geschehen, dass man das Teilgetriebe zwischen Wälzbogen M. und Werkstück p einschaltet, indem man dessen Schnecke x auf diem mit dem Wälzbogen verbundenen Tisssh o befestigt und diese in ein Schnekkenrad y eingreifen lässt, das den Aufspann- tisch yt für das Werkstück trägt oder zugleich diesen bildet.
Bei dieser Anordung ist die Teilschnecke : c und das Teilschneckenrad y während der Wälzbewegung gegenseitig im Ruhezustand.
Nur bei Ausführung der Teilbewegung werden Teille des Teilschneokengetriebes gegen- s, eitig bewegt.
Die Teilvorriohtung selbst ist in bekann- ter Weise ausgebildet und kann durch ein n elektrisches Relais betätigt werden und mit einem elektromotorischen Antrieb versehen sein.
Gear processing machine working according to the grinding process.
There are gear processing machines working according to the hobbing process known in which a device is attached to generate the rolling motion, which consists of a rolling arc and! a rack in engagement with this. This rack is connected by a slotted lever loosely rotatable about the workpiece mandrel to a second rack lying parallel to it, which is either itself designed as a tool carrier or is connected to it.
Machines designed in this way, however, have the disadvantage that they each need a special setting when clamping workpieces of different diameters if they are to deliver a theoretically perfectly perfect toothing. Only if the distances between the pins of the toothed rack of the rolling arc and the toothed rack-shaped tool lying in the slots d'es slotted lever from the partial lines of the toothed rack of the rolling element and the tool for the respective workpiece diameter are selected correctly. perfectly precisely combing teeth.
The present invention aims in which. like machines to make a special setting unnecessary by the correct, effective length of the slotted lever when setting the tool to the respective workpiece radius at the same time completely automatically.
This is achieved in that a pin, which is connected to the tool and engages in the slotted lever and which is radially displaceable with respect to the workpiece together with the tool, is arranged in relation to the tool, below or above it, in such a way that the distance between the pin of the axis of rotation of the workpiece is equal to the radius of the rolling circle of the workpiece, while another pin engaging in the slot lever has a distance from the axis of rotation of the workpiece which corresponds to the radius of the rolling circle of the arc in which the rack connected to the latter pin engages.
The machine according to the invention can have an expedient, symmetrical structure, which results from the double-armed design of the slotted lever, whereby the working accuracy and service life of the machine is very high.
The working accuracy and the simple structure of the machine can be significantly improved by the fact that the arc is not directly connected to the workpiece mandrel, as it has been since then, but between the arc and the workpiece, which are loosely rotatable around the workpiece mandrel or a similar pin, the partial gearbox, taking part in the oscillating movement of the workpiece, is switched on. This prevents the movements and forces required by bringing about the rolling movement from wearing down the partial worm gearbox, which has an unfavorable influence on the indexing accuracy.
The subject matter of the invention is shown in one embodiment in the drawing.
Fig. 1 shows the known device for generating the rolling movement in cal matic representation;
FIG. 2 is a side view of the machine according to the invention in partial section;
FIG. 3 is a plan view of the machine na, ch FIG. 2.
In Fig. 1 the known device for generating the rolling motion with the two parallel rods 1 and 2 is shown. The rod 1 carries the tool 3, which is brought to act on the workpiece 4, which is fastened on the mandrel 5. Here, the tool g executes a reciprocating cutting movement at right angles to the end face of the workpiece. The workpiece 4 has to execute the known abrasion movement with respect to the tool 3 in order to develop the involute tooth flank.
To achieve this, a toothed arch 6 is wedged onto the mandrel 5, which engages with the rack 2. On the mandrel 5 is also a one-armed slot lifter. I 7 is freely rotatable, in the slots 8 and 9 of which the pins 10 and 11 of the toothed rack 2, the rolling arc 6 and the toothed rack 1 engage.
This connection has the effect that when the device is actuated, the workpiece 4 executes a relative movement with respect to the tool 3 that is theoretically exactly the same. Rolling motion corresponds to. provided that the edges of the pin 10 and 11 from the part tear lines of the rack 2 and the work tool 3 are correctly selected. If you want to edit a workpiece of a different radius with this device, it is therefore necessary to fen at least one Zal, and since the pin 10 is expediently left permanently in its position, the
Pin 11 on tool carrier 1 to give a distance from the partial tear line of tool 3 corresponding to the new workpiece hall meter.
If you want to avoid an adjustment of the pin 11. so in this known device the correct distance must be brought about by suitable adjustment of the tool 3, w. as is not possible in all cases.
Due to the arrangement according to the invention, which FIGS. 2 and 3 illustrate, a special setting is not required; rather, the setting takes place in the correct, effective length of the
Slotted lever takes place automatically when adapting the work to a new work piece of a different radius.
The structure of the new machine is as follows:
A machine bed a carries a fixed one
Center pin c and a radially displaceable stand d. From this a transversely displaceable slide e and a holder f which can be displaced vertically on the latter in-rem. the tool h clamped therein.
The drive of the carriage e us ois holder f, which is derived from the main drive, is carried out by a spindle i respectively. a push rod k, in such a way that after each stroke of the tool h the slide c with the holder f and thus also the tool h is horizontally displaced by a certain amount.
An angle lever l is firmly connected to the slide e, the horizontal arm of which carries a round pin II at its end. This pin engages in a slot at the end of the arm m of a two-armed lever m, m1, which can be rotated about the stationary pin c. The end of the arm rbl of this double-armed lever is also provided with a slot in which a pin q1 engages, which is firmly connected to a rack q, which is parallel to or at any angle to the straight guide s attached to the mesh bed a Slide e is displaceable.
The rack q engages in a tooth segment u in the shape of a rice arch, the so-called rolling arch. which is fixedly connected to the table 7 'rotatably mounted about the pin c.
The partial worm x is mounted on the table r and engages in the partial snow gear y, which is connected to the clamping table y'test, which is rotatably mounted about the pin c. Through this coupling, the rotary movement of the table v is transmitted to the clamping table y1 and to the workpiece 1) clamped centrally on the latter.
The pins p and q are not belie big, but according to the invention are arranged in a very specific way. The radial distance r1 of the pin q1 from the axis 0-0 of the workpiece respectively. of the fixed pin c is equal to the radial distance r1 of the pitch circle w-u of the rolling arc u, which corresponds to the radial distance of the pitch line t-t of the rack q. The radial distance r of the pin p from the center line o-o is the same as the radial distance of the rolling line n-n of the tool h from the line o-o, which in turn corresponds to the radius of the rolling circle of the workpiece p.
Since the pin l1 is in a fixed connection with the slide e, by which the tool is also moved tangentially and this slide e from the stand d; When this column is displaced to match the tool to the workpiece to be machined, the pin l1 is also displaced radially at the same time, so that. Whenever the tool is set, the radial distance between the pin p and the distance between the rolling line n-na of the tool and the center line o-o are always the same.
Thus, when the tool h is adapted to the workpiece p, the pin l1 on the double-armed lever m, m1 is also automatically set to the correct distance from the center line.
The following is intended to demonstrate that the correct relative movement of the workpiece in relation to the workpiece is always achieved, which theoretically corresponds exactly to the rolling movement in which the rolling circle of the workpiece on the workpiece. The line of the tool, which is shaped like the tooth of a tooth, rolls without sliding z-a, which enables the production of a perfect tooth shape for any work piece.
A certain amount of movement g on the rolling line n-n of the tool h moving in a straight line and tajigentially should correspond to a certain amount of movement b, which describes an arc of a circle, of a point on the pitch circle of the workpiece p rotating by o-o. The desired, correct mode of operation of the device described is then available if there is b = g for each rolling circle radius that changes according to the size of the workpiece to be machined.
Since the pin li participates in the horizontal and straight movement of the tool h, the movement variable ss also applies to it. Since the rack q lies parallel or at any angle to the carriage e carrying the pin l1 and the same can also be moved horizontally and in a straight line, furthermore because the pin q1 of the rack q and the pin l1 by the straight, double-armed, to the axis oo ischwenkbaren lever m, sometimes connected to each other, the effective lever arms respectively the length r.
r1, then the amount of movement g1 of the pin q1 corresponding to the movement grave g of the pin l1 and thus the tooth distanceQ 'has the amount g1 = g ¯ r / r
The movement of the rack q leads to the rotary movement b10 of the gear-sector-shaped rolling arc? whose pitch circle radius is also r1, where roi i. st. is.
Since the arc u is attached to the table v, which is again connected to the clamping table y1 carrying the workpiece p via the dividing device x, y, the workpiece is also rotated with the rotation of the arc and there. If the radii of the rolling circles of the rolling arc and of the workpiece p are in the ratio r1: r, then the rotation b of the rolling circle of the workpiece corresponding to the rotation b1 of the rolling arc is pb = b1 ¯ r / r1 which, taking into account the above equation, i b1 = g ¯ r1 / r for b results: b = g ¯ r1 / r ¯ r / r1 This equation shows that r turns out that the new device always works correctly regardless of the setting on the respective radius of curvature of the workpiece.
Since r1 also falls out, the general rule for the new facility is b
After completing a tooth gap, the tool is returned to its starting position and a partial movement is then imparted to the workpiece.
Mes can be done by arranging a sub-device of the known type in the usual way. In this case, however, the partial transmission would have to be moved along with the rolling movement and, when the partial worm and partial worm wheel move together, the forces which are required to carry out the rolling movement would also have to be transmitted. This would, however, subject the partial transmission to severe wear, which adversely affects the partial accuracy.
In the new device, this is avoided by arranging the dividing device in such a way that it takes part in the oscillating movement of the workpiece. This can be done, as can be seen in FIGS. 2 and 3, by engaging the partial transmission between the arc M. and the workpiece p by attaching its worm x to the table o connected to the arc and inserting it into a worm gear y can intervene, which carries the clamping table yt for the workpiece or at the same time forms it.
In this arrangement, the worm part: c and the worm part y are mutually at rest during the rolling motion.
Only when the partial movement is executed are parts of the partial worm gear moved in opposite directions.
The partial device itself is designed in a known manner and can be actuated by an electrical relay and provided with an electric motor drive.