Die Erfindung betrifft eine Läppmaschine für Spiral- und Hypoidkegelradgetriebe, bei der auf dem Maschinenbett ein Hypoidspindelkopf, welcher die getriebene Spindel mit dem einen an ihr befestigten Kegelrad des zu läppenden Kegelradgetriebes trägt, ein Spindelstock mit der Treibspindel, an der das andere zu läppende Kegelrad befestigt wird, und eine Vorrichtung, welche einer der erwähnten Spindeln eine Oszillationsbewegung in drei.
senkrecht zueinander stehenden Richtungen erteilt, montiert sind, wobei die Vorrichtung drei Kurvenkörperpaare und drei parallel zueinander angeordnete Stössel enthält, von denen jeder während der relativen Verschiebungen zwischen den Kurvenkörpern und Stösseln mit seinem einen Ende jeweils mit einem der Kurvenkörper des ihm entsprechenden Paares zusammenwirkt, aber mit seinem anderen Ende kinematisch mit der Spindel verbunden ist, welche die Hin- und Herbewegung erhält.
Vorliegende Erfindung kann am vorteilhaftesten in der Kraftfahrzeugindustrie verwendet werden,
Durch Läppen der Kegelräder werden die Güte, mit der zugeordnete Profile aneinander anliegen, sowie die Genauigkeit der Zahnflächen nach dem Fertigschneiden und Wärmebehandeln erhöht sowie folglich auch ruhigerer Lauf der Kegelradgetriebe bei gleichzeitiger Geräuschverminderung erzielt.
Bei bekannten Kegelradläppmaschinen kämmen die zu läppenden Kegelräder miteinander und können sich gegeneinander verschieben. Hierbei wird der Berührungspunkt an den Zähnen der zu läppenden Kegelräderverschoben, was zur Folge hat, dass sie sich gegenseitig läppen (einschleifen).
Bei den erwähnten Maschinen erhält die getriebene Spindel eine durch drei Kurvenkörperpaare erzeugte Bewegung. Diese Kurvenkörperpaare sind in einem Gleitblock eingebaut, der eine Hin- und Herbewegung ausführt. die ihm durch eine rotierende Kurvenschablone erteilt wird. Die Kurvenkörper aller drei Paare sind derartig übereinander angeordnet, dass die oberen Kurvenkörper dieser Paare einen Satz aus drei Kurvenkörpern bilden, die beim Läppen einer Zahnflanke der Kegelräder bei deren Umlauf in einer Richtung arbeiten und dass die unteren Kurvenkörper beim Läppen der andern Zahnflanke beim Umlauf der Kegelräder in entgegengesetzter Richtung arbeiten. Jeder der Kurvenkörper besteht aus zwei Sektoren, deren Spitzen einander und ihrerseits die Kurvenkörperspitze bilden.
Die erwähnten Sektoren jedes Kurvenkörpers können eine regelbare Drehbewegung um ihre Spitzen ausführen, wobei ein Winkel zwischen den flachen Arbeitsflächen jedes Sektors und der Richtung der Hin- und Herbewegung des diese Kurvenkörper tragenden Gleitblocks erzeugt wird.
Die Kurvenkörper drücken auf die Stössel, welche im Träger derartig eingebaut sind, dass jeder der Kurvenkörper eines Satzes auf seinen Stössel drückt.
Bei Ändern der Umlaufrichtung der zu läppenden Kegelräder, was zum Läppen der gegenüberliegenden Zahnflanken erforderlich ist. wird der Träger mit den Stösseln derartig senkrecht verschoben, dass die erwähnten Stössel in Berührung mit den Kurvenkörpern des andern Satzes gelangen können.
Bei den bekannten Maschinen ist jeder Stössel mit seinem Ende, welches dem mit dem Kurvenkörper zusammenwirkenden Ende gegenüberliegt, kinematisch mit der Spindel verbunden, welche eine Hin- und Herbewegung erhält.
Auf diese Weise bestimmen und erteilen drei Kurvenkörper eines Satzes über die Stössel und deren kinematischen Verbindungen mit der erwähnten Spindel der letzteren (welche eines der zu läppenden Zahnräder trägt) eine Hin - und Herbewegung in drei zueinander senkrechten Richtungen. Infolge dieser Spin delbewegungwird derBerührungspunkt der Zahnflanken der zu läppenden Kegelräder längs zweier Abschnitte einer gebrochenen Linie verschoben, wobei diese Abschnitte im Raum unter Winkeln liegen. die durch die Anordnung der Sektoren, aus denen die Kurvenkörper bestehen, bestimmt werden. Es ist üblich, den Knickpunkt dieser Linie als Ausgangspunkt zu bezeichnen. Diesem Punkt entspricht eine solche Lage der Stössel, bei der jeder von ihnen in Berührung mit der Spitze seines Kurvenkörpers steht.
Es ist zu beachten, dass die Anordnung der in Richtung der Stösselachse unbeweglich angeordneten Kurvenkörper in einem gemeinsamen Gleitblock eine ganze Reihe von Nachteilen der erwähnten Maschinen hervorruft.
Die Hauptbedingung für hochwertiges Läppen von Spiralund Hypoidkegelrädern auf den bekannten Maschinen besteht darin, dass die Spindeln beim Läppen sowohl einer wie auch der anderen Zahnflanke die gleiche Ausgangslage einnehmen müssen, wodurch die Ausgangspunkte beim Läppen dieser Zahnflanken bestimmt werden.
In diesem Falle wird das ganze Arbeitsspiel (Vorwärts- und Rückwärtsdrehung der zu läppenden Kegelräder, d. h. Läppen beider Zahnflanken) bei ein und derselben Einregulierung der Läppmaschine durchgeführt.
In diesem Falle ist, wenn die Lage der Ausgangspunkte auf beiden Zahnflanken kein hochwertiges Läppen bei der vorhandenen Ausgangsstellung der Spindeln sicherstellt, ein so aufwendiges Umrüsten der Maschine erforderlich, dass in der Praxis der Läppzyklus üblicherweise in zwei Stadien unterteilt wird, wobei eine Zahnflanke auf einer Maschine und die andere auf einer andern Maschine geläppt wird.
Bei den bekannten Maschinen muss, um den Berührungspunkt aus seinerAusgangsstellungin Richtung derLäppliniezu verschieben, die Lage aller drei Kurvenkörper eines Satzes eingesteuert werden.
Es muss, um von der Vorwärtsdrehung der zu läppenden Kegelräder auf Rückwärtsdrehung überzugehen, die Maschinenspindel zum Ausgangspunkt, bei dem sich die Zähne der zu läppenden Kegelräder berühren, zurückgeführt werden.
Das dauernde Vorhandensein ein und derselben Kurvenschablone, welche die Art der Hin- und Herbewegung des Gleitstücks bestimmt, ermöglicht keine Modifikationen dieser Bewegung.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die aufgezahlten Nachteile zu beseitigen.
Die erfindungsgemässe Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kurvenkörper mit der Möglichkeit unabhängiger Einstellung längs der geometrischen Achse des mit ihm zusammenwirkenden Stössels montiert ist, während alle Stössel auf einem Gleitstück angeordnet sind, das eine Hin- und Herbewegung in der Richtung ausführt, die quer zur geometrischen Stösselachse steht, wobei infolge der Gesamtverschiebung der Stössel eine der erwähnten Spindeln einer Hin- und Herbewegung in drei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen mit einem gesondert regulierbaren Ausgangspunkt für jede zu läppende linke und rechte Zahnflanke ausführt.
Zweckmässigerweise wird die unabhängige Einstellverschiebung jedes Kurvenkörpers mit Hilfe eines Kraftzylinders ausgeführt.
Es ist nicht weniger zweckmässig, dass die Hin- und Herbewegungen des Gleitstückes mit Hilfe eines elektrischen Umkehrmotors über einen Getriebezug, der ein Zahnstangengetriebe mit am Gleitstück angeordneter Zahnstange enthält, verwirklicht werden.
Die erfindungsgemässe Maschine gewährleistet dank einer derartigen konstruktiven Lösung hochwertiges Läppen beider Zahnflanken in einem Arbeitszyklus und ist während des Betriebes leicht und einfach zu bedienen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist. Es zeigt:
Fig. 1 die Gesamtansicht der Läppmaschine für Spiral- und Hypoidkegelräder;
Fig. 2 die Aufsicht auf die schematisch dargestellte Vor richtung, welche einer der erwähnten Spindeln eine Hin- und Herbewegung in drei, zueinander senkrecht stehenden Richtungen erteilt;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4 die axonometrische Darstellung der Anordnung der Kurvenkörper und Stössel;
Fig. 5 die Lage der gebrochenen Linie, welche die tatsächliche Läpplinie ist, in bezug auf die theoretische Linie in der Ebene XZ des rechtwinkligen Koordinatensystems XYZ ;
;
Fig. 6 do. in der Ebene YZ desselben Koordinatensystems und
Fig. 7 in schematischer Darstellung das Zusammenwirken der Kurvenkörper mit den Stösseln, die durch das Gleitstück verschoben werden
Fig. 1 zeigt eine Läppmaschine für Spiral- und Hypoidkegel räder (Fig. 1), auf deren Maschinenbett 1 Hypoidspindelkopf A, welcher die getriebene Spindel 2 mit einem an ihr befestigten
Kegelrad 3 der zu läppenden Kegelräder (Fig. 2 und 3) trägt,
Spindelstock B mit der Treibspindel 4, an der das andere zu läppende Kegelrad 5 befestigt wird, und Vorrichtung C, welche einer der erwähnten Spindeln eine Oszillationsbewegung in drei zueinander senkrecht stehenden Richtungen erteilt, angeordnet sind.
Hypoidspindelkopf A sitzt in Führung und kann beim Einregulieren senkrecht in Pfeilrichtung F (siehe Fig. 3) ver schoben werden. Die getriebene Spindel 2 dieses Kopfes besitzt eine Bremseinrichtung 6 (Fig. 2), um beim Läppen am zu bearbeitenden Kegelrad 3 die erforderliche Kraft zu erzeugen.
Spindelstock B (Fig. 3) kann eine Einstellverschiebung E in Achsrichtung des getriebenen Rades auf der Zwischenplatte 7 ausführen, die wiederum beweglich auf der Platte 8 (Fig.1. 3) aufgesetzt ist.
Spindelstock B (Fig. 3) kann starr an der Zwischenplatte 7 mit Hilfe des Bügels 9 und der durch die Auslegerbohrungen derselben gehender Rundführung 10 befestigt werden.
Die Treibspindel 4 sitzt in der Exzenterhülse 11 des Spindelkopfes B und ist durch den Keilriementrieb 12 mit dem Motor
13, der diese Spindel in Drehung versetzt und auf dem Spindelstock B montiert ist, verbunden.
Die Exzenterhülse 11 trägt einen Zahnabschnitt 14, der in Eingriff mit dem Zahnrad 15 steht, welches auf dem Spindelstock B angeordnet ist. Durch dieses Zahnrad steht der Zahnabschnitt 14 mit derZahnstange 16 in Verbindung, die auch auf dem Spindelstock B montiert ist.
Die Vorrichtung C (Fig. 4) enthält drei Kurvenkörperpaare, und zwar 17, 18; 19, 20 und 21, 22 sowie drei Stössel 23, 24 und 25, von denen jeder mittels seines einen Endes mit einem Kurvenkörper des entsprechenden Paares zusammenwirkt, aber durch sein anderes Ende kinematisch mit der Treibspindel 4 (Fig. 2) verbunden ist. Beim hier betrachteten Beispiel führt die Treibspindel 4 die Hin- und Herbewegung aus.
Jeder der Kurvenkörper 17... 22 ist derart auf dem Maschinenbett 1 montiert, dass er eine unabhängige Einstellverschiebung längs der geometrischen Achse der Stössel 23, 24, 25 ausführen kann.
Kurvenkörper 17... 22 (Fig. 4) sind auf dem Maschinenbett derart angeordnet, dass die oberen Kurvenkörper 17, 19 und 21 jedes Paars einen Satz zum Läppen einer Zahnflanke der zu läppenden Zähne bilden, während aus den unteren Kurvenkörpern 18, 20 und 22 der Satz zum Läppen der anderen Zahnflanke der Zähne gebildet wird.
Jeder Kurvenkörper besteht aus zwei Sektoren, die im Gehäuse 26 (Fig. 2, 3 und 4) eingebaut sind und deren Spitzen einander berühren, die ihrerseits die Spitze des Kurvenkörpers bilden. Diese Sektoren können beim Einregeln um ihre Spitzen gedreht werden.
Die unabhängige Einstellverschiebung jedes Kurvenkörpers wird mit Hilfe der Kraftzylinder 27 ausgeführt, wobei die Grösse deren Verschiebung durch die Anschläge 28 (Fig.
3 und 4; auf Fig. 4 ist nur ein Anschlag abgebildet) geregelt wird.
Jedes Kurvenkörperpaar liegt seinem Stössel gegenüber: das Kurvenkörperpaar 17, 18 (Fig. 4) gegenüber dem Stössel 23; das Kurvenkörperpaar 19, 20 gegenüber dem Stössel 24 und Kurvenkörperpaar 21, 22 gegenüber dem Stössel 25.
Alle drei Stössel sind im Gleitstück 29 angeordnet, das eine Hin- und Herbewegung in Richtung D senkrecht zu den geometrischen Stösselachsen ausführen kann.
Das Gleitstück 29 (Fig. 2), welches die Stössel 23...25 trägt, ist mit dem elektrischen Umkehrmotor 30 durch einen Getriebezug verbunden, der eine Schnecke 31, ein Schneckenrad 32, ein koaxial mit diesem Schneckenrad angeordnetes, und mit ihm verbundenes Zahnrad 33, das in Eingriff mit der am Gleitstück 29 angeordneten Zahnstange 34 steht, aufweist.
Die Stellstifte 35 (Fig. 2) der (nicht abgebildeten) Endschalter bestimmen die Grösse der Hin- und Herbewegungen des Gleitstücks 29.
Der Getriebezug zwischen Stössel 25 (Fig. 3) und Treibspindel 4 enthält den ersten Zwischenstössel 36, das Pendelstück 37, den zweiten Zwischenstössel 38, die Zahnstange 16, das Zahnrad 15 und den Zahnabschnitt 14 der Exzenterhülse 11 der Treibspindel 4.
Das Spiel im Getriebezug aus Kurvenkörperpaar 21, 22, Stössel 25, erstem Zwischenstössel 36, Pendelstück 37, zweitem Pendelstück 38, Zahnstange 16, Zahnrad 15 und Zahnabschnitt 14 wird durch Drehen der Exzenterhülse 11 um ihre geometrische Achse 40 mit Hilfe einer Feder 39 beseitigt.
Der Getriebezug zwischen den Stösseln 23 und 24 (Fig. 2) sowie der Treibspindel 4 enthält den Zwischenstössel 41 bzw.
42, die auf das Gelenkparallelogramm drücken, welches aus den Hebeln 43, 44, 45 und 46 besteht. Die Hebel 45 und 46 sind mit dem Maschinenbett derartig verbunden, dass sie eine Pendelbewegung um die Achse 47 beziehungsweise 48 ausführen können und sind miteinander gelenkig durch Stange 49 verbunden, an der die Feder 50 angreift.
Die Hebel 43 und 44 sind derart an den Hebeln 45 und
46 befestigt, dass sie um die Achse 51 beziehungsweise 52 pendeln können. Die Hebel 43 und 44 sind miteinander gelenkig durch Stange 53 verbunden, an der eine Feder 54 angreift, und tragen die Zapfen 55 und 56, welche in die Platte 8 hineinragen.
Die Arbeit auf der Maschine erfolgt folgendermassen:
Durch Drehen der Stellschraube 57 (Fig. 1 und 3) wird die Zwischenplatte 7 mit dem auf ihr sitzenden Spindelstock B auf der Platte 8 in Richtung des Pfeils E (Fig. 3) in die Lage geschoben, welche dem Achsabstand der zu bearbeitenden Spiralkegelräder 3 und 5 entspricht.
In dem Falle, wenn Hypoidkegelräder bearbeitet werden, wird der Hypoidkopf A mit Hilfe der Stellschraube 58 (Fig. 1, 3) in Richtung F (Fig. 3) in die Lage geschoben, welche der Hypoidversetzung der zu bearbeitenden Kegel räder entspricht.
Dann werden an der getriebenen Spindel 2 und an der Treibspindel 4 die zu bearbeitenden Kegelräder 3 und 5 be festigt, die als getriebenes bzw. als Treibrad bezeichnet wer den.
Weiterhin wird die Zwischenplatte 7 durch den Kraft zylinder 59 in Richtung des Hypoidkopfes A geschoben, wobei sie auf eine Feder 60 drückt, die wiederum auf den
Spindelkopf B (der mittels Wälzlagem auf der Platte ruht) drückt und verschiebt letzteren in Richtung des Hypoid kopfes A.
Nachdem die zu läppenden Räder 3 und 5 in spielfreien
Eingriff miteinander gelangt sind, wird der Spindelkopf B angehalten, während der Zwischenplatte 7 ihre Bewegung bis zum Ende des Arbeitshubs des Kraftzylinders 59 (Fig. 3) ausführt, wobei sie die Feder 60 zusammendrückt. Gleichzeitig hiermit gleitet die Rundführung 10 im Bügel 9, während die Platte 8 durch den Anschlag 61 an der Weiterbewegung gehindert wird.
Spindelstock B wird nach Beendigung des Arbeitshubs des Kraftzylinders 59 durch Festklemmen der Rundführung 10 mittels des Bügels 9, der durch Kraftzylinder 62 betätigt wird, festgehalten.
Hiernach wird zwischen dem entsprechenden Kurvenkörperpaar 19, 20 (Fig. 2, 4) und dem Stössel 24 mit Hilfe des Kraftzylinders 27 und dem Anschlag 28 das Spiel G (Fig. 2) eingestellt, das die Grösse des Spiels zwischen den Zahnflanken der zu läppenden Räder bestimmt.
Auf diese Weise bilden drei Kurvenkörperpaare 17, 18; 19, 20 und 21, 22 einen Satz aus drei Kurvenkörpern 17, 19 und 21 zum Läppen einer Zahnflanke der Zähne, während der andere Satz aus den Kurvenkörpern 18, 20 und 22 zum Läppen der andern Zahnflanke der Zähne dient. Nachstehend werden die Einregelung und Arbeit nur eines Satzes aus den Kurvenkörpern 17, 19 und 21 betrachtet.
Die Einregelung und Arbeit des andern Satzes der Kurvenkörper 18, 20 und 22 sind analog den beschriebenen.
Dann wird der Anschlag 61 (Fig. 3) freigegeben. Durch die Feder 54 (Fig. 2) wird die Stange 53 in Richtung des Kurvenkörpers 19 verschoben, drückt auf den Zwischenstössel 41 und durch ihn auf den Stössel 24, bis das Spiel G zwischen Stössel 24 und Kurvenkörper 19 beseitigt ist. Die Hebel 43 und 44 drehen sich um ihre Achsen 51 und 52. Die Zapfen 55 und 56, welche an den Hebeln 43 und 44 angebracht sind und in die Platte 8 hineinragen, verschieben die letztere und die auf ihr sitzende Zwischenplatte 7 mit dem Spindelstock B längs der Achse der getriebenen Spindel 2, wodurch das Spiel zwischen den Zahnflanken der zu läppenden Kegelräder 3 und 5 eingestellt wird.
Auf diese Weise wird bei der vorgeschlagenen Maschine die Grösse des Spiels zwischen den Zahnflanken der zu läppenden Zähne während des Einregelns der Vorrichtung C eingestellt, wodurch es möglich ist, die Maschine ohne das bei bekannten Maschinen vorhandene und äusserst aufwendige Werk, das speziell zum Einstellen des Seitenspiels dient, auszuführen.
Das Läppen der Kegelräder 3 und 5 (Fig. 2, 3) beginnt mit Einschalten des Motors 13 des Antriebs der Treibspindel 4 und des elektrischen Umkehrmotors 30 der Vorrichtung C.
Die Treibspindel 4 wird durch den Motor 13 über Keilriementrieb 12 in Drehung versetzt. Das an der Spindel 4 befestigte Kegelrad beginnt zu drehen und setzt das andere, mit ihm in Eingriff stehende und an der getriebenen Spindel 2 befestigte Kegelrad 3 in Drehung, wobei das Bremsmoment überwunden wird, welches durch die an Spindel 2 angreifende Bremseinrichtung 6 (Fig. 2) erzeugt wird.
Das Gleitstück 29 (Fig. 2) erhält über die mit ihm verbundene Zahnstange 34, das Zahnrad 33, Schneckenrad 32 und die Schnecke 31 durch den elektrischen Umkehrmotor 30 eine Hin- und Herbewegung in Richtung D.
Der Stössel 25 (Fig. 3), der mit der Arbeitsfläche des Kurvenkörpers 21 zusammenwirkt, erhält eine Hin- und Herbewegung in der zur Bewegung des Gleitstücks 29 senkrechten Richtung, wobei er seine Bewegung über den ersten Zwischenstössel 36, das Pendelstück 37, den zweiten Zwischenstössel 38, die Zahnstange 16, das Zahnrad 15 und den Zahnabschnitt 14 an der Exzenterhülse 11, in der die Treibspindel 4 eingebaut ist, überträgt.
Infolgedessen führt die Exzenterhülse 11 zusammen mit der Spindel 4 eine Pendelbewegung um ihre geometrische Achse 40 aus. Da die geometrische Achse 63 der Spindel 4 exzentrisch in bezug auf die Pendelachse 40 der Exzenterhülse 11 angeordnet ist, führt Spindel 4 Pendelbewegungen um die Achse 40 aus, die infolge ihrer unbedeutenden Grösse als gradlinig betrachtet werden können. In Fig. 5 und 6 entsprechen diese Verschiebungen der Koordinate Z des rechtwinkligen Koordinatensystems XYZ.
Zum Umkehren des Elektromotors 30 und Ändern der Grösse der Hin- und Herbewegung des Gleitstückes 29 werden die Stellstifte 35 längs des Gleitstücks 29 versetzt, die während der Hin- und Herbewegungen des Gleitstücks 29 die (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Endschalter betätigen.
Der Stössel 24 (Fig. 2), der mit der Arbeitsfläche des Kurvenkörpers 19 zusammenwirkt, wirkt auch auf den Zwischenstössel 41, Hebel 43, die Stange 53 und den Hebel 44.
Hierbei zwingt er die Hebel 43 und 44 an den Hebeln 45 und 46 um ihre Achsen 51 und 52 zu pendeln. Zusammen mit den Hebeln 43 und 44 führen die Zapfen 55 und 56, die mit diesen Hebeln verbunden sind, Pendelbewegungen aus. Da diese Pendelbewegungen sehr gering sind, werden sie als geradlinig in Richtung der Achse des Stössels 24 angenommen. Sie entsprechen in Fig. 6 der Koordinaten Y des rechtwinkligen Koordinatensystems XYZ. Die Zapfen 55 und 56, welche in die Platte 8 hineinragen, auf der die Zwischenplatte 7 und der Spindelstock B mit der Spindel 4-aufgesetzt sind, zwingen die Platte 8 Pendelbewegungen in derselben Richtung auszuführen.
Der Stössel 23, welcher mit der Arbeitsfläche des Kurvenkörpers 17 (Fig. 2) zusammenwirkt, wirkt auch auf den Zwischenstössel 42, Hebel 45, die Stange 49 und den Hebel 46.
Hierbei zwingt er die Hebel 45 und 46 um ihre, mit dem Maschinenbett 1 verbundene Achsen 47 und 48 zu pendeln.
Die Pendelbewegungen der Hebel 45 und 46 werden über die Achsen 51 und 52 auf die Hebel 43 und 44 übertragen, wodurch letztere gezwungen werden, ungefähr geradlinige Hin- und Herbewegungen in Richtung der Hin- und Herbewegungen des Gleitstücks 29 auszuführen. Während die mit den Hebeln 43 und 44 verbundenen Zapfen 55 und 56 diese Bewegungen ausführen, übertragen sie diese auch auf die Platte.8, Zwischenplatte 7 und auf den Spindelstock B mit der Spindel 4. In Fig. 5 entsprechen diese Verschiebungen der Koordinate X des rechtwinkligen Koordinatensystems XYZ.
Auf diese Weise erhält die Treibspindel 4 infolge der Hin- und Herbewegungen des Gleitstücks 29 (längs den Arbeitsflächen der Kurvenkörper 17, 19, 21) in der zu den geometrischen Stösselachsen senkrechten Richtung eine Hinund Herbewegung in drei zueinander senkrecht stehenden Richtungen, welche den Koordinaten X, Y und Z des rechtwinkligen Koordinatensystems XYZ entsprechen.
Nunmehr werden die Verschiebungen betrachtet, welche der Berührungspunkt an den Zahnflanken der zu läppenden Zähne infolge der erwähnten Treibspindelbewegungen ausführt.
In Fig. 5 und 6 ist im rechtwinkligen Koordinatensystem XYZ in zwei Projektionen die räumliche theoretische Kurve AOB abgebildet, welche der Berührungspunkt an den Zahnflanken der zu läppenden Zähne während der Oszillationsbewegung der Spindel beschreiben soll.
Bei den bekannten Maschinen wird die theoretische Kurve, um maximale Näherung an diese zu erhalten, durch zwei gerade Abschnitte AO und OB ersetzt, die im Punkt 0 beginnen, welcher der Ausgangspunkt für die Zahnflankenberührung der zu läppenden Zähne ist und der auf der theoretischen Läpplinie liegt. In diesem Falle hat die tatsächliche Läpplinie drei Kreuzungspunkte A, 0 und B mit der theoretischen Läppkurve.
Die tatsächliche Läpplinie kann vier gemeinsame Punkte, und zwar A, C, D und B mit der theoretischen Kurve haben, da der Ausgangspunkt O, für die Zahnflankenberührung der zu läppenden Zähne in beliebiger Richtung in bezug auf die theoretische Kurve versetzt werden kann, um die tatsächliche Läpplinie weitmöglichst ihr zu nähern.
Die Kurvenkörper 17, 19 und 21 (Fig. 7) sind derart mit dem Maschinenbett verbunden, dass die Linie, längs denen die Kurvenkörper 17, 19 und 21 mit den entsprechenden Stösseln 23, 24 und 25 zusammenwirken, aus zwei geraden Abschnitten mit dem gemeinsamen Punkt O bestehen. Durch Zusammenwirken mit den Stösseln 23, 24 und 25, welche beweglich in das Gleitstück 29 eingebaut sind, bestimmen die Arbeitslinien der Kurvenkörper die Verschiebungsgrössen X2, Y2 und Z2 (Fig. 5, 6) des Berührungspunktes der Zahnflanken der zu läppenden Kegelräder in einem bestimmten Massstab der entsprechenden Verschiebungsgrössen x2,, Y2 und Z21 der Punkte, in denen die Stössel 23, 24 und 25 mit den Arbeitslinien der Kurvenkörper 17, 19 und 21 zusammenwirken.
Jeder Kurvenkörper 17, 19 und 21 kann eine Einstellverschiebung X1,, Y1, und Z1, (in Fig. 7 ist in diesem konkreten Falle Y1, gleich Null) in Richtung der Achse des entsprechenden Stössels 23, 24 und 25 besitzen, welche in einem bestimmten Massstab die Verschiebung des Ausgangsberührungspunkts Oi (Fig. 5, 6) um die entsprechenden Grössen Xl, Y, und Zl veranlasst.
Der aus den Kurvenkörpern 18, 20 und 22 bestehende Satz wird zum Läppen der andern Zahnflanke der zu läppenden Zähne benutzt.
Zu diesem Zweck muss die Berührung zwischen den Kurvenkörpern 17, 19 und 21 des ersten Satzes und den entsprechenden Stösseln 23, 24, 25 mit Hilfe der entsprechenden Anschläge 28 unterbrochen werden. Es müssen mit Hilfe derselben Anschläge 28 und der Kraftzylinder 27 die Kurvenkörper 18, 20 und 22 des zweiten Satzes an dieselben Stössel herangeführt werden.
Dank der unabhängigen Einstellungsverschiebung eines jeden Kurvenkörpers kann die Lage der Ausgangsberührungspunkte an zwei Zahnflanken der zu läppenden Zähne unabhängig voneinander und derartig gewählt werden, dass in jedem Falle die tatsächliche Läpplinie maximal der theoretischen Läppkurve genähert ist.
The invention relates to a lapping machine for spiral and hypoid bevel gears, in which on the machine bed a hypoid spindle head, which carries the driven spindle with the one bevel gear attached to it of the bevel gear to be lapped, a headstock with the drive spindle to which the other bevel gear to be lapped is attached is, and a device, which one of the mentioned spindles an oscillating motion in three.
directions that are perpendicular to each other are mounted, the device containing three pairs of cams and three plungers arranged parallel to one another, each of which interacts with one of the cams of the pair corresponding to it during the relative displacements between the cams and plungers, but at its other end is kinematically connected to the spindle which receives the reciprocating motion.
The present invention can be most advantageously used in the automotive industry,
By lapping the bevel gears, the quality with which the assigned profiles lie against one another, as well as the accuracy of the tooth surfaces after finish cutting and heat treatment, are increased and consequently smoother running of the bevel gears is achieved with a simultaneous reduction in noise.
In known bevel gear lapping machines, the bevel gears to be lapped mesh with one another and can move against one another. Here, the point of contact on the teeth of the bevel gears to be lapped is shifted, with the result that they lap (grind) one another.
In the machines mentioned, the driven spindle receives a movement generated by three pairs of cam bodies. These pairs of cams are built into a slide block that reciprocates. which is given to him by a rotating curve template. The cam bodies of all three pairs are arranged one above the other in such a way that the upper cam bodies of these pairs form a set of three cams that work in one direction when lapping one tooth flank of the bevel gears and that the lower cam bodies when lapping the other tooth flank when rotating the Work bevel gears in the opposite direction. Each of the cam bodies consists of two sectors, the tips of which form each other and in turn form the cam body tip.
The mentioned sectors of each cam can perform a controllable rotary movement about their tips, creating an angle between the flat working surfaces of each sector and the direction of the reciprocating movement of the sliding block carrying these cam.
The cam bodies press on the plungers, which are built into the carrier in such a way that each of the cam bodies of a set presses on its plunger.
When changing the direction of rotation of the bevel gears to be lapped, which is necessary for lapping the opposing tooth flanks. the carrier with the plungers is displaced vertically in such a way that the mentioned plungers can come into contact with the cam bodies of the other set.
In the known machines, each ram is kinematically connected to the spindle with its end, which is opposite the end cooperating with the cam body, which is given a back and forth movement.
In this way, three cam bodies of a set determine and give a back and forth movement in three mutually perpendicular directions via the rams and their kinematic connections with the spindle of the latter (which carries one of the gears to be lapped). As a result of this spindle movement, the contact point of the tooth flanks of the bevel gears to be lapped is shifted along two sections of a broken line, these sections being at angles in space. which are determined by the arrangement of the sectors that make up the curves. It is common to use the kink of this line as the starting point. This point corresponds to a position of the tappets in which each of them is in contact with the tip of its cam.
It should be noted that the arrangement of the cam bodies, which are immovably arranged in the direction of the ram axis, in a common sliding block causes a number of disadvantages of the machines mentioned.
The main condition for high-quality lapping of spiral and hypoid bevel gears on the known machines is that the spindles have to assume the same starting position when lapping both one and the other tooth flank, whereby the starting points for lapping these tooth flanks are determined.
In this case, the entire working cycle (forward and backward rotation of the bevel gears to be lapped, i.e. lapping of both tooth flanks) is carried out with one and the same adjustment of the lapping machine.
In this case, if the location of the starting points on both tooth flanks does not ensure high-quality lapping with the existing starting position of the spindles, the machine has to be retooled so complex that in practice the lapping cycle is usually divided into two stages, with one tooth flank on one Machine and the other is lapped on another machine.
In the known machines, in order to move the point of contact out of its starting position in the direction of the lapping line, the position of all three cam bodies of a set must be controlled.
In order to switch from the forward rotation of the bevel gears to be lapped to reverse rotation, the machine spindle must be returned to the starting point at which the teeth of the bevel gears to be lapped touch.
The constant presence of one and the same curve template, which determines the type of reciprocating movement of the slide, does not allow modifications of this movement.
It is the aim of the present invention to obviate the listed disadvantages.
The machine according to the invention is characterized in that each cam is mounted with the possibility of independent adjustment along the geometric axis of the ram cooperating with it, while all rams are arranged on a slide that performs a reciprocating movement in the direction transverse to geometric ram axis, with one of the mentioned spindles executing a back and forth movement in three mutually perpendicular directions with a separately adjustable starting point for each left and right tooth flank to be lapped due to the total displacement of the ram.
The independent adjustment shift of each cam body is expediently carried out with the aid of a power cylinder.
It is no less expedient that the back and forth movements of the slide are realized with the aid of an electric reversing motor via a gear train which contains a rack and pinion gear with a rack arranged on the slide.
Thanks to such a constructive solution, the machine according to the invention ensures high-quality lapping of both tooth flanks in one work cycle and is easy and simple to operate during operation.
The invention is explained below using an exemplary embodiment which is illustrated in the accompanying drawings. It shows:
1 shows the overall view of the lapping machine for spiral and hypoid bevel gears;
Fig. 2 is a plan view of the device shown schematically before which issued one of the spindles mentioned a reciprocating movement in three mutually perpendicular directions;
3 shows a section along the line III-III in FIG. 2;
4 shows the axonometric representation of the arrangement of the cam bodies and tappets;
5 shows the position of the broken line, which is the actual lapping line, with respect to the theoretical line in the plane XZ of the right-angled coordinate system XYZ;
;
Fig. 6 do. in the YZ plane of the same coordinate system and
7 shows, in a schematic representation, the interaction of the cam bodies with the tappets which are displaced by the slider
Fig. 1 shows a lapping machine for spiral and hypoid bevel gears (Fig. 1), on the machine bed 1 hypoid spindle head A, which the driven spindle 2 attached to it
Bevel gear 3 of the bevel gears to be lapped (Fig. 2 and 3) carries,
Headstock B with the drive spindle 4, to which the other bevel gear 5 to be lapped is attached, and device C, which gives one of the mentioned spindles an oscillating movement in three mutually perpendicular directions, are arranged.
Hypoid spindle head A sits in a guide and can be moved vertically in the direction of arrow F (see Fig. 3) when adjusting. The driven spindle 2 of this head has a braking device 6 (Fig. 2) in order to generate the required force when lapping the bevel gear 3 to be machined.
Headstock B (Fig. 3) can perform an adjustment shift E in the axial direction of the driven wheel on the intermediate plate 7, which in turn is movably placed on the plate 8 (Fig.1. 3).
Headstock B (Fig. 3) can be rigidly attached to the intermediate plate 7 with the aid of the bracket 9 and the round guide 10 passing through the boom holes of the same.
The drive spindle 4 sits in the eccentric sleeve 11 of the spindle head B and is connected to the motor by the V-belt drive 12
13, which sets this spindle in rotation and is mounted on the headstock B.
The eccentric sleeve 11 carries a tooth section 14 which is in engagement with the gear 15 which is arranged on the headstock B. Through this gear, the tooth section 14 communicates with the rack 16 which is also mounted on the headstock B.
The device C (Fig. 4) contains three pairs of cams, namely 17, 18; 19, 20 and 21, 22 and three plungers 23, 24 and 25, each of which interacts by means of its one end with a cam of the corresponding pair, but is kinematically connected to the drive spindle 4 (FIG. 2) by its other end. In the example considered here, the drive spindle 4 performs the reciprocating movement.
Each of the cam bodies 17 ... 22 is mounted on the machine bed 1 in such a way that it can perform an independent adjustment shift along the geometric axis of the rams 23, 24, 25.
Cam bodies 17 ... 22 (Fig. 4) are arranged on the machine bed in such a way that the upper cam bodies 17, 19 and 21 of each pair form a set for lapping a tooth flank of the teeth to be lapped, while the lower cam bodies 18, 20 and 22 the set for lapping the other tooth flank of the teeth is formed.
Each cam consists of two sectors which are built into the housing 26 (FIGS. 2, 3 and 4) and the tips of which touch each other, which in turn form the tip of the cam. These sectors can be rotated around their tips when adjusting.
The independent adjustment displacement of each cam is carried out with the aid of the power cylinders 27, the magnitude of the displacement being determined by the stops 28 (Fig.
3 and 4; on Fig. 4 only one stop is shown) is regulated.
Each pair of cams lies opposite its tappet: the pair of cams 17, 18 (FIG. 4) opposite the tappet 23; the pair of cams 19, 20 opposite the tappet 24 and the pair of cams 21, 22 opposite the tappet 25.
All three rams are arranged in the slider 29, which can perform a back and forth movement in the direction D perpendicular to the geometric ram axes.
The slider 29 (Fig. 2), which carries the plungers 23 ... 25, is connected to the electric reversing motor 30 by a gear train, which a worm 31, a worm wheel 32, a coaxially arranged with this worm wheel, and connected to it Gear 33, which is in engagement with the rack 34 arranged on the slide 29, has.
The adjusting pins 35 (FIG. 2) of the limit switches (not shown) determine the size of the back and forth movements of the slide 29.
The gear train between the ram 25 (Fig. 3) and the drive spindle 4 contains the first intermediate ram 36, the pendulum piece 37, the second intermediate ram 38, the rack 16, the gear 15 and the tooth section 14 of the eccentric sleeve 11 of the drive spindle 4.
The play in the gear train consisting of the cam pair 21, 22, plunger 25, first intermediate plunger 36, pendulum piece 37, second pendulum piece 38, rack 16, gear 15 and tooth section 14 is eliminated by rotating the eccentric sleeve 11 about its geometric axis 40 with the aid of a spring 39.
The gear train between the rams 23 and 24 (Fig. 2) and the drive spindle 4 contains the intermediate ram 41 or
42, which press on the joint parallelogram, which consists of levers 43, 44, 45 and 46. The levers 45 and 46 are connected to the machine bed in such a way that they can perform a pendulum movement about the axis 47 and 48, respectively, and are articulated to one another by a rod 49 on which the spring 50 engages.
The levers 43 and 44 are so on the levers 45 and
46 attached so that they can swing around the axis 51 and 52, respectively. The levers 43 and 44 are articulated to one another by a rod 53 on which a spring 54 acts, and they carry the pins 55 and 56 which protrude into the plate 8.
The work on the machine is carried out as follows:
By turning the adjusting screw 57 (Fig. 1 and 3) the intermediate plate 7 with the headstock B sitting on it is pushed on the plate 8 in the direction of the arrow E (Fig. 3) into the position which corresponds to the center distance of the spiral bevel gears 3 to be machined and 5 corresponds.
In the case when hypoid bevel gears are machined, the hypoid head A is pushed with the aid of the adjusting screw 58 (Fig. 1, 3) in the direction F (Fig. 3) in the position which corresponds to the hypoid displacement of the bevel gears to be machined.
Then the bevel gears to be machined 3 and 5 be fastened to the driven spindle 2 and the drive spindle 4, which are referred to as the driven or as the drive wheel who the.
Furthermore, the intermediate plate 7 is pushed by the power cylinder 59 in the direction of the hypoid head A, where it presses on a spring 60, which in turn on the
Spindle head B (which rests on the plate by means of roller bearings) pushes and shifts the latter in the direction of the hypoid head A.
After the wheels 3 and 5 to be lapped are free of play
Have come into engagement with one another, the spindle head B is stopped while the intermediate plate 7 executes its movement up to the end of the working stroke of the power cylinder 59 (FIG. 3), whereby it compresses the spring 60. At the same time, the round guide 10 slides in the bracket 9, while the plate 8 is prevented from moving further by the stop 61.
After the end of the working stroke of the power cylinder 59, the headstock B is held in place by clamping the round guide 10 by means of the bracket 9 which is actuated by the power cylinder 62.
Thereafter, between the corresponding pair of cams 19, 20 (Fig. 2, 4) and the plunger 24 with the help of the power cylinder 27 and the stop 28, the game G (Fig. 2) is set, which is the size of the game between the tooth flanks to be lapped Wheels determined.
In this way, three pairs of cam bodies 17, 18; 19, 20 and 21, 22 a set of three cams 17, 19 and 21 for lapping one tooth flank of the teeth, while the other set of the cams 18, 20 and 22 is used for lapping the other tooth flank of the teeth. The adjustment and operation of only one set of cams 17, 19 and 21 are considered below.
The adjustment and work of the other set of cams 18, 20 and 22 are analogous to those described.
Then the stop 61 (Fig. 3) is released. The rod 53 is displaced in the direction of the cam 19 by the spring 54 (FIG. 2), presses on the intermediate plunger 41 and through it on the plunger 24 until the clearance G between the plunger 24 and the cam 19 is eliminated. The levers 43 and 44 rotate about their axes 51 and 52. The pins 55 and 56, which are attached to the levers 43 and 44 and protrude into the plate 8, move the latter and the intermediate plate 7 seated on it with the headstock B along the axis of the driven spindle 2, whereby the play between the tooth flanks of the bevel gears 3 and 5 to be lapped is set.
In this way, the size of the play between the tooth flanks of the teeth to be lapped is set during the adjustment of the device C in the proposed machine, which makes it possible to use the machine without the extremely complex work that is present in known machines and specifically for setting the Side play serves to perform.
The lapping of the bevel gears 3 and 5 (Fig. 2, 3) begins when the motor 13 of the drive of the drive spindle 4 and the electric reversing motor 30 of the device C are switched on.
The drive spindle 4 is set in rotation by the motor 13 via a V-belt drive 12. The bevel gear attached to the spindle 4 begins to rotate and sets the other bevel gear 3, which is in engagement with it and attached to the driven spindle 2, in rotation, the braking torque being overcome which is caused by the braking device 6 acting on spindle 2 (Fig. 2) is generated.
The slider 29 (Fig. 2) receives a reciprocating motion in direction D via the rack 34 connected to it, the gear 33, worm wheel 32 and the worm 31 by the electric reversing motor 30.
The plunger 25 (Fig. 3), which cooperates with the working surface of the cam body 21, receives a back and forth movement in the direction perpendicular to the movement of the slider 29, its movement via the first intermediate plunger 36, the pendulum piece 37, the second Intermediate ram 38, the rack 16, the gear 15 and the tooth section 14 on the eccentric sleeve 11 in which the drive spindle 4 is installed, transmits.
As a result, the eccentric sleeve 11, together with the spindle 4, performs a pendulum movement about its geometric axis 40. Since the geometric axis 63 of the spindle 4 is arranged eccentrically with respect to the pendulum axis 40 of the eccentric sleeve 11, the spindle 4 carries out pendulum movements about the axis 40 which, due to their insignificant size, can be regarded as straight. In FIGS. 5 and 6, these shifts correspond to the coordinate Z of the right-angled coordinate system XYZ.
To reverse the electric motor 30 and change the size of the back and forth movement of the slider 29, the adjusting pins 35 are displaced along the slider 29, which actuate the limit switches (not shown in the drawing) during the to and fro movements of the slider 29.
The ram 24 (FIG. 2), which cooperates with the working surface of the cam 19, also acts on the intermediate ram 41, lever 43, rod 53 and lever 44.
In doing so, it forces the levers 43 and 44 on the levers 45 and 46 to oscillate about their axes 51 and 52. Together with the levers 43 and 44, the pins 55 and 56, which are connected to these levers, perform pendulum movements. Since these pendulum movements are very small, they are assumed to be straight in the direction of the axis of the plunger 24. In FIG. 6, they correspond to the Y coordinates of the right-angled XYZ coordinate system. The pins 55 and 56, which protrude into the plate 8 on which the intermediate plate 7 and the headstock B with the spindle 4 are placed, force the plate 8 to perform pendulum movements in the same direction.
The ram 23, which cooperates with the working surface of the cam 17 (FIG. 2), also acts on the intermediate ram 42, lever 45, rod 49 and lever 46.
In doing so, it forces the levers 45 and 46 to swing around their axes 47 and 48, which are connected to the machine bed 1.
The oscillating movements of the levers 45 and 46 are transmitted via the axes 51 and 52 to the levers 43 and 44, whereby the latter are forced to carry out approximately rectilinear reciprocating movements in the direction of the reciprocating movements of the slide 29. While the pins 55 and 56 connected to the levers 43 and 44 execute these movements, they also transfer them to the plate. 8, intermediate plate 7 and to the headstock B with the spindle 4. In FIG. 5, these shifts correspond to the coordinate X of the right-angled coordinate system XYZ.
In this way, as a result of the back and forth movements of the slider 29 (along the working surfaces of the cam bodies 17, 19, 21) in the direction perpendicular to the geometric ram axes, the drive spindle 4 is given a back and forth movement in three mutually perpendicular directions, which correspond to the coordinates X. , Y and Z correspond to the XYZ right-angled coordinate system.
Now the displacements are considered which the contact point executes on the tooth flanks of the teeth to be lapped as a result of the mentioned drive spindle movements.
In Fig. 5 and 6, the three-dimensional theoretical curve AOB is shown in two projections in the right-angled coordinate system XYZ, which is intended to describe the contact point on the tooth flanks of the teeth to be lapped during the oscillating movement of the spindle.
In the known machines, the theoretical curve is replaced by two straight sections AO and OB, in order to obtain maximum approximation of this, which start at point 0, which is the starting point for the tooth flank contact of the teeth to be lapped and which lies on the theoretical lapping line . In this case the actual lapping line has three crossing points A, 0 and B with the theoretical lapping curve.
The actual lapping line can have four points in common with the theoretical curve, namely A, C, D and B, since the starting point O, for the tooth flank contact of the teeth to be lapped, can be offset in any direction with respect to the theoretical curve to approximate the actual lapping line as closely as possible.
The cam bodies 17, 19 and 21 (Fig. 7) are connected to the machine bed in such a way that the line along which the cam bodies 17, 19 and 21 interact with the corresponding rams 23, 24 and 25 consists of two straight sections with the common Point O pass. By interacting with the rams 23, 24 and 25, which are movably built into the slider 29, the working lines of the cam bodies determine the displacement quantities X2, Y2 and Z2 (Fig. 5, 6) of the point of contact of the tooth flanks of the bevel gears to be lapped in a certain way Scale of the corresponding displacement variables x2, Y2 and Z21 of the points in which the rams 23, 24 and 25 interact with the working lines of the cam bodies 17, 19 and 21.
Each cam 17, 19 and 21 can have an adjustment shift X1, Y1, and Z1, (in Fig. 7 in this specific case Y1, equal to zero) in the direction of the axis of the corresponding plunger 23, 24 and 25, which in one certain scale causes the displacement of the initial contact point Oi (Fig. 5, 6) by the corresponding sizes Xl, Y, and Zl.
The set consisting of the cams 18, 20 and 22 is used for lapping the other tooth flank of the teeth to be lapped.
For this purpose, the contact between the cam bodies 17, 19 and 21 of the first set and the corresponding plungers 23, 24, 25 must be interrupted with the aid of the corresponding stops 28. With the help of the same stops 28 and the power cylinder 27, the cam bodies 18, 20 and 22 of the second set must be brought up to the same ram.
Thanks to the independent adjustment of each curve body, the position of the initial contact points on two tooth flanks of the teeth to be lapped can be selected independently of one another and in such a way that the actual lapping line is as close as possible to the theoretical lapping curve in each case.