Kegelräderbearbeitungsmaschine.
Kegelräderbearb@itungsmaschinen zur Her- stellung möglichst theoretisch genauer Verzahnungen arbeiten bekanntlich nach dem Abwälzverfahren. Hierbei wird dem zu be arbeitendon Kegelrad eine Schwingbewegung um die Kegelspitzc, sowie eine Drehbewegung um die Kegelradachse erteilt, wobei die Schwingbewegung von der Drehbewegung oder umgekehrt abgeleitet wird, während das oder die Werkzeuge in Riehtung von Erzeu- genden des Kegelmantels relativ zum Kegelrad hin-und herbewegt werden.
Die Ableitung der Drehbewegung um die Kegelachse von der Schwingbewegung um die Kegelspitze geschicht bei bekannten Maschinen dieser Gattung dadurch, dass durch die Schwingbeweguug eine Rollbewegung des Kegelmantels auf einer geraden Bahn erzeugt wird, zu welchem Zwecke beispielsweise Bänder mit ihren Enden am Kegelmantel und an der geraden Bahn befestigt sind. Bei dieser Rollbewegung steht die Kegelmantellinie nach dem Berührpunkt bei der Wälzung nur in der Mittellage senkrecht auf der Mittellinie der Bänder, während beim Auflaufen der Bänder der Berührpunkt gegen die Kegelspitze zu wandert und beim Ablaufen von derselben weg.
Dadurch ändert sich die Drehgeschwindigkeit. und diese Drehbewegung und die Schwingbewegung ergänzen sich nicht derart, dass eine richtige Wälzung erfolgt.
Zur Behebung dieses Übelstandes wurde vorgeschlagen, an Stelle dieser Rollbewegung eines Kegelmantels Rollbewegungen eines Zylindermantels zu verwenden. Maschinen dieser Konstruktion werden aber ziemlich kompliziert.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine nacli dem Wälzverfahren arbeitende Kegel räderbearbeitungsmaschine, bei welch er die Nacliteile der erstgenannten Konstruktion vermieden werden.
Erfindungsgemäss ist eine Kegelräderbearbeitungsmaschine, bei welcher zur Erzeugung der Wälzbewegung einem Kegel eine Schwingbewegung um seine Spitze und von dieser Schwingbewegung eine Drellunt des Regels nm seine Achse durch eine Wälz des des Kegelmantels auf einer geraden Bahn abgeleitet wird. dadurch gekennzeichnet. dass die gerade Bahn eine durch die
Schwingbewegung des Kegels um seine Spitze bewirkte Wälzbewegung auf einer zur Achse dieser Schwingbe. wegung konzentrischen Bahn mitmacht, wodurch erreicht wird, dass die grade Bahn ständig senkreeht steht zu einer
Mantellinie des Kegels nach dem Punkt einer
Geraden, in welchem sich der Kegelmantel und die Gerade bei ihrer Wälzbewegung be rühren.
Eine beispielsweise Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes ist auf beiliegender
Zeichnung gezeigt, in welcher
Fig. 1 einen Aufriss, teilweise Schnitt, einer Kegelräderbearbeitungsmaschine dar stellt ;
Fig. 2 ist ein Grundriss zu Fig. 1 ;
Fig. 3 zeigt in grösserem Massstabe den Antriebsmeehanismus zweier Werkzeugstössel ; in
Fig. 4 ist ein Teil des Antriebsmechanis- mus. teilweise im Schnitt, gezeigt ;
Fig. 5 eine automatische Teilvorrich- tung ;
Fig. 6 und 7 zeigen in grösserem Mass- stab in Aufriss und Vertikalsehnitt eine Ein riehtung zum Verstellen einer geraden Wälz bahn ;
Fia. 8 und 9 sind schematische Dar stellungen der Dreheinstellung der geraden
Wälzbahn für verschiedene Kegelspitzen- winkel.
In den Fig. 1 und @ 2 bezeichnet 1 das Maschinengestell. in welchem ein Werkzeug- trägerbock um eine senkrechte Achse schwing bar gelagert ist. Der Werkzeugträgerbock setzt sich zusammen aus einem segmentförmi- gen Träger 2, der mittelst eines im Maschi- nengestell gelagerten senkrechten Zapfens 3
Schwingbewegungen ausführen kann. Die
Welle 5, welche das Werkstück trägt, ist in einem Lager 4 drehbar gelagert und das La ger 4 sitzt auf einem mit einem Gleitstück'3 versehenen Arm, welches Gleitstück entlang dem Kreissegment des Trägers 2 verstellt und festgestellt werden kann.
Die Anordnung ist so getroffen, dass die durch den Zapfen 3 ge hende senkrechte Achse der Schwingbewegung durez die Spitze des Teilkreiskegels des Werkstuückes gelit und das Kreissegment des Trägers 2 konzentrisch zur Kegelspitze gekrümmt ist. Die Welle 5 ist dadureh so ge- lagert, dass ihre Achse bei allen vorkommen- den Verstellungen des Lagers 4 gegenüber dem Träger 2 durch die Kegelspitze geht.
Die Schwingbewegungen des Trägers 2 um die vertikale Achse durch die Kegelspitze, d. h. die Schwiegbewegungcn des Kegels um seine, Spitze werden von der Antriebswelle 7 aus durch Riementrieb 8. Schnecke 9. Schnecken- rad 10, Kurbelseheibe 11 mit Sehlitz z 11a und Kurbelstange 12 betätigt.
Die Drehbewegung des Werkstückes um seine Achse wird von dieser Schwing- bewegung auf folgende Art abgeleitet : Das Gestell 1 ist mit einer konzentriseh zur vertikalen Achse durch die Kegelspitze an- geordneten Zylindersegmentfläche 13 ver- sehen. Dieser Fläehe 13 ist eine längliche Tischplatte 14 vorgelagert, welche beidprends von Konsolen 15a und 15b getragen ist und auf letzteren in einer horizontalen Ebene glei- ten kann.
Stahlbänder 16 und 17. deren En- den je auf der Flache 13 und auf der der letz- teren zugekehrten geraden Stirnfläehe 18 der Tischplatte befestigt sind. verbinden die Stirnfläche der Tischplatte derart mit der Fläche 13. dass erstere sich auf letzterer abwälzen kann.
Diese Wälzbewegung wird dadurch hervorgerufen, dass ein am Träger 2 vorgesehener Arm 19 mittelst eines Gleitstückes 20 auf eine zur geraden Flache 18 parallelen Flache 21 des Tisehes derart einwirkt, dass bei der Kreisbewegung des Gleitstiiekes 20 um die durch die Kegelspitze gehende senkrechte Achse die Fläche 18 des Tisches gezwungen wird. sich normal zur radialen Ebene durch den Gleitstückmittelpunkt einzustellen. Auf der Tischplatte 14 ist ein zylindrisches, gerades Lineal 22 ver- stellbar gelagert. Details der Lagerung sind in den Fig. 6 und 7 gezeigt. In das zylin drische Lineal 22 sind beiderends koachsial angeordnete Zapfen 23 eingelassen, welche an je einem Hebel 24 fest sind.
Der Hebel 24 ist mittelst eines Zapfens 25 in einem Sup port 26 drebbar gelagert. Am Ende des Zap fens 2 ;) ist ein Arm 27 aufgekeilt, welcher über einer auf dem Support 26 angebrachten Gradteilung 28 bei der Verstellung des Lineals 22 um den Zapfen 25 eingestellt wer- den kans. Der Arm 27 ist mit einer Indexmarke versehen und die durch Drehung des Armes 27 erfolgende Verstellung des Lineals kann auf der Gradteilung abgelesen werden.
Die Supporte 26 sind in Sehlitzen 29 de,, Tisches 14 in der Qnerriclitung des Lineals 22 verstellbar und feststellbar. Auf einer Lauf- büehse 30 der Welle 5 ist ein Rollsegment 31 ] ings der Welle verschiebbar gelagert. Das Rollsegment besitzt zu diesem Zweeke eine längsgespaltene Nabe 32, welche auf die Laufbüchse 30 aufgeklemmt werden kann.
Zweck- mässigerwelse ist der eigentliche Segmcntteil getrennt von der Nabe hergestellt, damit derselbe gegen andere Segmentteile von ver- schiedenem Radius ausgewechselt werden kann. ohne die Nabe 32 abzunehmen, Das Segment 31 ist mit dem zvlindrischen Lineal 22 durch Bänder 33 verbunden, so dass sich das Segment auf dem Lineal abwälzen muss. Der Einflnss der Verstellung des Lineals 22 für zwei versehiedene Spitzenwinkel des Kegels ist in den Fig. 8 und 9 sebematisch dargestellt.
Für eine genaue Wälzbewegung der Segmente 31 auf dem Lineal 22 ist es zweckmässig, dass die Erzeugende des Kegelmantels, bezw. ihre Fortsetzung auf dem Mantel des Ergänzungs- kegels, welche in der Vertikalebene durch die Kegelspitze liegt, eine horizontale Richtung einnimmt. In dieser Erzeugenden des Kegelmantels bezw. des Ergänzungskegels muss der jeweilige Berührpunkt zwischen Segment 31 und Lineal 22 liegen. Daraus geht ohne weiteres hervor, dass bei einer grösseren Drehung des Lineals für einen grösseren Kegelspitzen- winkel auch gleichzeitig ein Heben des Lineals nötig ist, damit der Berührpunkt in dieser horizontalen Erzeugenden Hegt.
Die Wirkungsweise dieser gezeigten Ein- richtung ist wie folgt : Von der Arbeitswelle 7 aus wird über die Ubersetzungsmittel : Riementrieb 8, Schnecke 9, Schneckenrad 10, Kurbelseheibe 11, Kurbelstange 12 (lem Werkstückträger Sehwingbewegung um eine durch die Kegelspitze gehende senkrechte Achse erteilt, das heisst das Eegelrad wird um seine Spitze geschwungen. Durch diese Schwingbewegung verursacht das in dem Arm 19 gelagerte Gleitstück 20 ein Abwälzen des Tisches 14 auf der Kreisbahn 13; gleich zeitig'wälzt das Segment 31 sich auf dem Lineal 22 ab. wodurch der das Werkstück tragenden Welle eine Drehung, das heisst dem
Werkstück eine Drehung um die Kegelachse erteilt wird.
Bei dieser doppelten Walzbewe- gung dreht sich das Lineal in der Horizontalebene stets so. dass die eine Mantellinie des Kegels bezw. des Ergänzungskegels nach dem Berührungspunkt zwischen Segment und Lineal stets senkrecht auf letzterem steht.
Auf diese Weise wird eine theoretisch kor- relate Wälzbewegung des Werkstückes erzielt.
Gegenüber dem Werkstückträger sind die hin-und hergehenden Werkzeugstossel 3-1 und 35 auf Erhöhungen des Gestelles gelagert.
Jeder Werkzengstossel liegt in einem Fiili- rungsschlitten 36bezw. 37, welcher gegen über einem Rahmen 38 in vertikaler Rich tung durch Drehung um einen Bolzen 39 ver- schwenkt und festgestellt werden kann. Der Rahmen 38 ist in einer Horizontalebene cer- schwenkbar um einen Bolzen 40, so dass die Führunigsschlitten derart eingestellt werden Können, dass sich das Werkzeug entlang von Erzeugenden des Kegels hin- und herbewegt. Am vordern Ende trägt jeder Werkzeugstössel in der Hohe und seitlich verstellbare, sowie drehbare Führungen, durch welche das Werk zeug, im gezeichneten Fall eine Schmirgelscheibe 42. beliebig cingestellt werden kann.
Die Schmirgelscheiben werden durch auf die Riemenscheiben 43 wirkende Kraftübertragungsorgane, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, in Umdrehung ver seize.
Der Antrieb der hin-und hergehenden Werkzeugstössel erfolgt auf folgende Weise:
Jeder Stössel ist mit einer Schrauben- spindel 44bezw.45ausgestattet,aufwelcher ein Schneckenrad 46 bezw. 47. dessen Nabe mit Muttergewinde versehen ist, sitzt (Fig. 3).
Zweekmässigerweise sind die Schraubenspin- dcln mit rechts- und linksgängigem Gewinde vergehen, damit die Stössel sich gegeneinander bewegen, das heisst der eine gegen das Werkstick zu sich bewegt, wenn der andere sich von demselben wegbewegt. Mit jedem Schnek- kenrad 46 bezw. 47 7 ist eine Schnecke 48 bezw. 49 im Eingriff. Die beiden Schnecken sind durch eine gelenkige Welle 50 miteinander verbunden, welche auch eine Änderung der Entfernung der Schneckenräder voneinander in axialer Richtung der Welle 50 zu- lässt.
Jede Schnecke ist auf einem in Rich tung gegen das Schneckenrad zu bezw. von ihm weg verschiebbaren Rahmen 51 bezw 52 gelagert; die Verschiebung der Rahmen ge genüber festen Gehäusen 53 bezw. 54 erfolgt durch Exzenterhebel 55 bezw. 56. Mittelst dieser Exzenterhebel können die Schnecken 48 bezw. 49 einzeln ausser Eingriff mit den Schnackenrädern 46 bezw. 47 gebracht werden, und so kann der Antrieb jedes Stössels getrennt ausgeschaltet werden. Der Antrieb der Welle 50 erfolgt von einer senkrechten Gelenkwelle 57 aus mittelst Kegelrädern 58 und 59. wobei das Kegelrad 59 drehbar auf der Welle 50 angeordnet und mit einer Zahnkupplungshälfte 60 ausgestattet ist.
Die andere Zahnkupplungshälfte 61 ist auf der Welle 50 verschiebbar, aber nieht drehbar und kann durch einen Hebel 62 ein-und ausgerückt werden. Durch Betätigung des He- bels 62 kann somit der Antrieb beider Stössel ein-und abgeschaltet werden.
Der Antrieb der vertikalen Welle 57 erfolgt von der An triebswelle 7 aus unter Zwischenschaltung eines Kegelräderwendegetriebes 63 mit Um steuermuffe 64, Die Betätigung der Umsteue- rung erfolgt durch Knaggen 65 und 66, welchen vom Umsteuergetriebe aus eine Kreisbewegung erteilt wird, bei welcher Bewegung sie mit dem Hebel 67 in Eingriff kommen und durch Verstellen dieses Hebels die Um steaermuffe naeh der einen oder andern Richtung verschieben,
Auf der Welle 5 des Werkstückes ist eine Teilvorrichtung 68 vorgesehen, welche automatiseh auf elektrischem Wege betätigt wird.
An einem der Stössel ist ein Eontakt 69 urd an der Führung dieses Stössels ein verste-barer Kontakt 70 vorgesehen, welche sich berühren, wenn der Stössel in seine hin- tere Lage kommt. Hierdurch wird über eine Batterie ein Stromkreis nach dem Elelitromagneten 71 der Teilvorrichtung geschlos sen. Am einen Ende eines Doppplhebels 72 sitzt ein Anker 73 ; das andere Ende des Dop- pelhebels 72 ist mit dem Drehpunkt 74 eines weiteren Doppelhebels 75gekuppelt. Die Enden des Doppelhebels 75 stehen mit einem Hakenhebel 76 und einem Riegel 77 in Verbindung, welche mit Zähnen des Teilrades 78 im Eingriff sincl.
Das Teilrad 78 sitzt auf der Welle 5, welche das Werkstück trägt. fest, während das Gehäuse der Teilvorrieli- tung mit der Laufbüchse 30 fest verbunden ist. Die bei der Wälzbewegung des Segmen- tes 31 entstehende Drehung der Laufbüchse um die Achse der Welle 5, welche das Gehäuse ebenfalls mitmacht, wird durch den Riegel 77 auf das Teilrad d 78 und somit. da letzteres auf der Welle 5 festsitzt, auf die Welle 5 übertragen.
Die Wirkungsweise der Teilvorrichtung ist wie folgt : Wird der Anker 73 durch Schliessen des Stromkreises angezogen, so wird der Doppelhebel 72 gedreht und hierbei auf den Drehpunkt des Doppelhebels 75 ein Zug in der Richtung vom Teilrad weg ausgeführt. Durch diesen Zug wird zunächst der Riegel 77 aus dem Teilrad 78gehobenund dann mittelst des Hakenhebels 76 das Teilrad 78 um eine Zahnteilung gedreht, wobei zuerst der Hakenhebel als Drehpunkt dient, um den Riegel herauszuziehen, und dann der Regel für die Schaltung.
Für jeden bestimmten Teilrisswinkel ist es notig, ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Schwingbewegung um die Kegelspitze und der Drehbewegung um die Eegelachse zu haben. Es ist bekannt, bei Kegelräderschleifmasehinen, bei welchen durch Roll- segmente und Stahlbänder die Wälzbewegun- gen erzeugt werden, das richtige Verhältnis der Bewegungen durch auswechslbare Seg jiiente von verschiedenem Radius herzustel- len.
Da man praktisch nur eine beschränkte Zuhl dieser Segmente zur Verfügung haben wird, so werden durch diese Mittel n@r stu- fenweise Änderungen, welche den Ausführun- gen der Segmentradien entsprechen, verge- stellt werden konnen, das heisst es können Verzahnungen vorkommen, bei welches beispielsweise ein auswechselbares Segment zu grossen Radius hat, während der Radius des n : ichsten Segmentes schon zu klein ist, um ein ganz bestimmtes Verhältnis zwischen den Bewegungen, welche das Abwälzen erzeugen, hervorzurufen. Man wird sich also für das eine oder das andere Segment entscheiden müssen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform können bei einer beschränkten Anzahl von auswechselbaren Segmenten jeweils die ge nauen Bewegungsverhältnisse dadurch erzielt werden, dass das Segment 31 zweckmässiger- weise verschiebbar längs der Welle 5 und gleichzeitig das Lineal 22 in der Horizontal ebene parallel versehiebbar vorgesehen ist.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass bei der einem neuen Kegelspitzenwinkel entsprechend geneigten Lage der Welle 5 ein Verschieben des Segmentes 31 längs der Welle und des Lineals 22 in den Führungen 29 eine pleine Änderung im gleichen Sinne wie durch eine Änderung des Radius des Segmentes erzielt werden kann.
Mit der beschriebenen Kegelräderbearbei- tungsmaschine ist es ermöglicht, theoretisch richtige Kegelräder für alle vorkommenden Verhältnisse zu erzeugen. Die Wälxvorrich- tung ist stabil und zeiehnet si duleh grosse Einfachheit aus.