Verfahren und Maschine zum Schneiden von Kegelzahnräderpaaren nach dem Abwälzverfahren. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Kegelzahnräderpaaren nach dem Abwälzverfahren und eine Kegelzahnrad bearbeitungs-Maschine zur Ausübung dieses Verfahrens. Es sind Maschinen dieser Art be kannt, bei denen das Werkzeug eine von Hand oder automatisch veränderbare Schnittge schwindigkeit aufweist, und das Werkstück zwecks Festlegung der Zähnezahl über Wech selräder mit dem Hauptantrieb verbunden ist. Bei solchen Maschinen wird der Wälzmecha- nismus durch ein Vorschubgetriebe angetrie ben, welches von einem besonderen Antriebs motor oder unabhängig von Änderungen der Werkzeuggeschwindigkeit direkt vom Haupt antriebsmotor aus angetrieben ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass mindestens während des Schrupp- schnittes eines Ritzels und des zugehörigen Tellerrades das Übersetzungsverhältnis im Vorschubgetriebe unabhängig vom Über setzungsverhältnis der beiden Räder gleich be lassen wird, wobei die Spanquerschnitte bei der Bearbeitung von Ritzel und Rad an nähernd konstant gehalten werden.
Die Kegelradbearbeitungs-Maschine zur Ausübung dieses Verfahrens, bei welcher die Schnittgeschwindigkeit des von einer Wälz- trommel getragenen Werkzeuges veränderbar ist, und die Wälztrommel über ein Vorschub getriebe und das Werkstück über Wechsel räder zur Einstellung der Werkstückgeschwin- digkeit entsprechend der Zähnezahl des zu bearbeitenden Rades von ein und demselben Antrieb der Maschine angetrieben werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Bewegung an das die Wälztrommel an treibende Vorschubgetriebe von einem Ge triebeglied aus erfolgt, dessen Geschwindigkeit von der dem Werkzeug erteilten Schnitt geschwindigkeit beeinflusst wird,
welches aber vor den Wechselrädern zur Einstellung der Werkstückgeschwindigkeit liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Maschine ge mäss der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt, wobei an Hand der Zeichnung im folgenden auch das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise er läutert wird.
Fig. 1 zeigt ein auf der Maschine zu be arbeitendes Kegelradpaar, dessen beide Räder. die verschiedenen Zähnezahlen Z1 und Z2 auf weisen.
Fig. 2 und 3 sind Ansichten der Zahn kränze des Ritzels und des zugehörigen Rades in Richtung des Pfeils E der Fig. 1.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Kegelradbearbeitungs-Maschine.
Fig. 5 ist eine Stirnansicht des Werkzeug antriebes der Maschine.
Das beispielsweise herzustellende Kegel radpaar soll die Zähnezahlen Z,=8 und Z2=32 haben, also ein Zähnezahlverhältnis von 1:4. Bei Kegelzahnradbearbeitungs-Ma- schinen, die nach dem Abwälzverfahren arbei ten, erhält der Schneidmesserkopf eine Vor schubbewegung S (vergl. Fig. 5), wobei der Schneidmesserkopf in der Ebene des ideellen Planrades sich in das Werkstück einwälzt und um die Achse des ideellen Planrades, das heisst die Wälztrommelachse, eine Schwenkbewegung ausführt. In Fig. 2 und 3 der Zeichnung be deutet a, bzw. a2, den Punkt, an welchem das Werkzeug mit der Spanabnahme am Werk stück beginnt, und b1 bzw. b2 ist der Punkt, an welchem das Werkzeug die volle Zahntiefe hz erreicht hat.
Die Strecken S1 zwischen den Punkten a1, b1 und S2 zwischen den Punkten a, b2, die in den Figuren die Sehnen der schattierten Flächen sind, werden halber Ein- wälzweg genannt, und das Verhältnis von S1 : S2 beträgt im dargestellten Beispiel mit grosser Annäherung ebenfalls 1:4, das heisst, allgemein ist S1 : S2 annähernd gleich Z1 : Z2.
Im schematischen Räderplan der Kegelrad- bearbeitungs-Maschine nach Fig. 4, welche zur Herstellung von Kegelzahnräderpaaren dient und nach dem Abwälzverfahren und dem kon tinuierlichen Teilverfahren arbeitet, sind die Hauptgetriebe- und Teilgetriebemechanismen mit dünnen Linien und das Vorschubgetriebe für den Wälzmechanismus des Werkzeuges mit dicken Linien dargestellt.
B ist das Werkstück, C das mit Schneid messern versehene Werkzeug.<I>DIA</I> ist der An triebsmotor der Maschine, dessen Drehzahl veränderlich ist. Vom Motor MA aus erfolgt der Antrieb über die Transmission 1 auf die Welle 2 und von dort über die Transmission 3 auf die Welle 4. Diese trägt ein Zahnrad 5, das mit einem Rad 6 auf der Welle 7 kämmt, die anderseits ein Rad 8 trägt, welches mit dem Rad 9 des Werkzeugträgers 10 in Ein griff steht und die Schnittbewegung des Werk- zeuges C erzeugt.
Der Antrieb des Werkstückes B, dessen Drehzahl in bekannter Weise bei kontinuier lich arbeitenden Maschinen abhängig ist von seiner Zähnezahl und der Drehzahl des Werk- zeuges C Lund auch von dessen Messergruppen zahl, erfolgt von der Welle 2 aus über das bei allen Kegelrad- und Stirnradbearbeitungs- Maschinen bekannte Differentialgetriebe D auf die Welle 11 und über die Kegelradpaare 12 und 13 auf die Teilwechselräder 14, welche der Zähnezahl des Werkstückes entsprechend gewählt sind, und von da über die Welle 15, Ritzel 16 und Rad 17 auf den Werkstück träger 18.
Zwecks Einstellung des Werkstük- kes in bezug auf das Werkzeug sind der Werkstückträger 18 und die Räder 16 und 17 längs der Welle 15 axial verschiebbar, wie dies allgemein bei Kegelradbearbeitungs-Maschinen der Fall ist und in der Zeichnung durch die Schiebemuffe 15' schematisch angedeutet ist.
Die Abwälzbewegung des Werkzeuges C wird durch die Wälztrommel 19 bewerkstel ligt, welche im Gestell 20 drehbar ist und längs ihres Umfanges eine Schneckenradver zahnung 21 aufweist. Der Werkzeugträger 10 ist in einer in der Wälztrommel 19 exzentrisch angeordneten Scheibe 22 gelagert, welche um die Achse der Welle 7 drehbar ist und zur Einstellung der vorbestimmten Exzentrizität. des Werkzeuges in bezug auf die Achse des Werkstückes dient.
Nach Einstellung dieser Exzentrizität wird die Scheibe 22 an der Wälztrommel 19 mittels einer nicht gezeich neten Klemmvorrichtung festgeklemmt, und während der Bearbeitung eines Kegelzahn räderpaares macht das Werkzeug ausser seiner eigenen Drehbewegung nur die Abwälzbewe- gung der Wälztrommel mit.
Der Antrieb des Vorschubgetriebes zur Übertragung der Bewegung an die Wälztrom- mel 19 erfolgt von der Welle 2, von deren Drehzahl die dem Werkzeug erteilte Schnitt- geschwindigkeit abhängig ist. Das Rad V A auf der Welle 2 ist über die Transmission 23 mit einem Wechselgetriebe 24 verbunden, und dieses ist über die Räder 25 an eine Kupplung 26 zur Antriebsverbindung des Vorschub getriebes mit dein Wälzmechanismus ange schlossen, welche über die Räder 27, -28 die Verbindung mit dem Kegelradpaar 29 herstel len kann, das die Schnecke des Schnecken rades 21 der Wälztrommel antreibt.
Ander seits wird die Bewegung des Vorschilbgetrie- bes vom Rad 27 auf das Kegelradpaar 30 und über die Räder 31 auf das Differential- Betriebe D übertragen, um dein Antrieb des Werkstückes 13 in bekannter Weise eine zu sätzliche-Drehbewegung zu erteilen, wie wenn die Wälztrommel, deren Achse mit der Achse des ideellen Planrades identisch ist, mit dem herzustellenden Werkstück bzw. der herzustel lenden Verzahnung in Eingriff wäre. Das Übersetzungsverhältnis der Wälzbewegung der Wälztrommel zur Wälzbewegung des Werk stückes verhält sich dabei wie 1 : sinus des Kegelwinkels am Werkstück.
Eine Geschwindigkeitsänderung zur Beein flussung der Schnittgeschwindigkeit des Werk- zeuges, was durch Regulierung des Motors MA geschieht, beeinflusst auch den Antrieb des Vorschubgetriebes durch das Rad Va auf der Welle 2. Der Vorschubgetriebeantrieb könnte beispielsweise auch von der Welle 11 aus er folgen; er muss aber vor den Wechselrädern 14, mittels welchen die Zähnezahl des Werk stückes festgelegt ist, abgezweigt werden. Es wird also die Vorschubgeschwindigkeit der Wälztrommel 19 nicht geändert, auch wenn bei der Umstellung von der Ritzelbearbeitung zur Bearbeitung des zugehörigen Tellerrades (oder umgekehrt) durch Auswechslung der Wechselräder 14, die Werkstückdrehzahl (in Abhängigkeit von der Werkstückzähnezahl) geändert wird.
Da aber, wie oben an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert, das Verhältnis der Wälzwege des Werkzeuges bei einem Ritzel und dem Tellerrad annähernd dem der Zähne zahlen der beiden Räder ist, das heisst im an genommenen Beispiel der Wälzweg des Werk- zeuges für das Ritzel annähernd viermal klei ner ist als für das zugehörige Tellerrad, so werden sowohl für die einzelne Zahnlücke beim Ritzel als auch für die einzelne Zahn lücke des Tellerrades die gleichen Bearbei tungszeiten verwendet.
Das Übersetzungsver hältnis im Wechselgetriebe 24, das heisst das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Vor schubgetriebeantriebsrades VA und dem Vor- sehubgetriebeabtrieb 26 wird, mindestens für den Schruppschnitt der beiden Räder, gleich belassen, wobei auch die Spanquerschnitte bei der Bearbeitung des Ritzels und des zugehöri gen Tellerrades annähernd konstant gehalten werden; vernachlässigbar kleine Differenzen rühren von den Unterschieden der Krüm mungsradien bei Ritzel und Tellerrad her.
Die beschriebene Anordnung des Vorschub antriebes hat zur Folge, dass im Wechsel getriebe 21 des Vorschubantriebes das Über setzungsverhältnis umgeändert werden muss, wenn am Werkzeug andere Schnittverhältnisse auftreten. Werden z. B. grosse Räder ge schnitten, so wird in den meisten Fällen die Spanstärke grösser gewählt werden können, da auch das Werkzeug entsprechend robuster ist, wobei die Vorschubgeschwindigkeit proportio nal zur Kegeldistanz Ra (Fig. 1) sein darf. Es ist daher für die bei dem jeweiligen Getriebe bestehenden Schnittverhältnisse möglich, mit einem sehr kleinen Geschwindigkeitsbereich im Vorschubwechselgetriebe 24 auszukommen.
An Stelle eines Antriebsmotors MA mit ver änderlicher Geschwindigkeit könnte auch ein Motor mit konstanter Geschwindigkeit ver wendet und zur Änderung der Schnittge schwindigkeit des Werkzeuges ein Wechsel getriebe vorgesehen werden, welches vor dem Rad VA, von dem das Vorschubwechselge triebe angetrieben ist, so angeordnet wird, dass dieses Rad bei Änderungen im Wechselgetriebe für das Werkzeug eine Geschwindigkeitsände rung erfährt.