Machine zur Herstellung von Zahnrädern oder andern Gegenständen mit mehreren zu bearbeitenden Teilen.
Die Erfindung betrifft eine geringen Raum beanspruchende und leistungsfähige Machine zur Herstellunb von Zahnräder oder Roh- lingen für Zahnrädern oder andern Gegenständen mit mehreren zu bearbeitenden Teilen.
Die Machine gestattet gleichzeitig eine Mehrzahl von Teilen des zu bearbeitenden Gegenstandes zu bearbeiten, zum Beispiel eine Mehr- zahl von Zähnen, zwischen denen sich Lücken befinden.
Als beispielsweise Ausführungsform ist eine Machine zum endgültigen Fertigmachen der Zahnräder, d. h. eine solche zum Abschleifen der Zähne gewählt.
Die Zeichnung zeigt diese Ausführungs- form, und zwar ist Fig. 1 eine Schnitt zeigende Seitenansicht einer Machine gemäss der Er findung zum Schleifen von Zahnrädern, deren Schleifscheiben je ein Profil haben, welches der Zahnlücke zwischen zwei Zähnen entspricht ; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 1 ; Fig. 3 ist eine Seitenansicht im rechten Winkel zu der Ansicht von Fig. 1 ; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1, Fig. 5 ein Teilschnitt des Maschinenständers ; Fig. 6 ist eine Ansicht entsprechend Fig. 1, aber eine abge änderte Ausführungsform mit zylindrischen Schleifscheiben betreffend ;
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Machine nach Fig. 6.
Fig. 8 ist eine Ansicht entsprechend Fig. 6 ; aber im rechten Winkel dazu, ulid Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, welche die Bildung von Führungs'dächen bei der Machine nach den Fig. 6-8 veranschaulicht.
In der Zeichnung bezeichnet 10 einen Rahmen, welcher mit einem senkrechten, halbzylindrischen Lagerständer 11 versehen ist, der durch eine halbzylindrische Schale 12 ergänzt ist. Im untern Ende des Lagerständers 11, 12 ist eine rohrförmige Treibwelle 13 gelagert, die gegen axiale Verschiebung durch einen Bund 14 gehalten ist und ein Zahnrad 15 mit Schraubenzähnen trägt.
Am obern Ende ist die Welle 13, wie bei 13'ersichtlich, halbkreisförmig abgesetzt und steht in Anlage mit einem ähnlichen halbkreisförmigen Teil 16' am untern Ende einer Stossstange 16, welche unter Drehungsmoglichkeit im obern Ende des Ständers hin-und herbeweglich angeordnet ist und liber den obern Rand des Ständers hinausragt. Die Stossstange 16 ist mit einer mittleren rohrformigen Spindel 17 versehen, die am obern Ende eine konische Vertiefung 18 hat, die den Zapfen einer kurzen Welle 19 aufnimmt, auf welcher das zu bearbeitende Werkst#ck, beispielsweise ein Zahnrad oder
Zahnradrohling, aufgesteekt wird.
Durch die Iiollle Spindel 17 und in die Vertiefung 18 kann ein Ausstosser 20 treten, welcher auf einem Fusshebel 21 aufsitzt, durch dessen Niedertreten der Ausst##er hochgesto#en wird, um die Welle 19 auszuwerfen.
Auf dem Rahmen 10 ist ein zylindrischer Behälter 25 angeordnet, der einen mittleren Rohrstutzen 26 gleichachsig mit dem Lagerständer 11, 12 hat. Auf dem Stutzen 26 ist ein Zahnrad 27 mit Stirnzähnen gelagert, welches auf Isugellagern 28 l#uft und einen kleinen Zahnkranz 29 trägt.
Im Rande des Behälters 25 ist eine Anzahl, nach dem gezeichneten Beispiel 6, halb kreisförmige Lageroffnungen 30 vorgesehen, welche radial zur Ache des Lagerständers 11, 12 gerichtet sind und durch die halbkreis- förmigen Ergänzungslager eines Behälters 31 gschlossen werden, welcher in seinem grue- ren Teil in das Zahnrad 27 eingesetzt ist und einen überhängenden Rand hat, der auf dem obern Rand des Beh#lters 25 aufruht.
Der Behälter 31 trägt eine Gruppe radial ge riehteter Lager 32 ; welche mit den Lagern 30 bleichlinig liegen, wobei in jedem Paar von Lagern 30 und 32 eine Welle 33 gelagert wird, von denen eine nach auswärts heraussteht, um eine Antriebsscheibe 34 aufzunehmen. Jede Welle 33 tr#gt ein Zahntrieb 35, das in Eingriff mit dem Zahnkranz des Rades 27 steht und an seinem innern Ende eine bewegliche Verlängerung 36 liat, die am innern Ende mit einer Welle 37 verbunden ist, welche in einem Schlitten 38 gelagert ist, der in einem Block 39 gleitet.
Jeder Block 39 wird mittelst Bolzen 40 in Stellung gehalten, die in Nuten 42 am Boden des Be hälters 31 sitzen, wobei die Anordnung so ist, dass jeder Block rund um die Achse der Welle 19 in einer verschiedenen Winkellage einstellbar ist und ferrer jeder Schlitten 38 auf Linien hin-und herbewegt werden liane, die parallel mit Radien von der Achse dieser Welle verlaufen.
Mit dem Trieb 29 in Eingriff steht ein anderes Trieb 45 einer senkrechten Welle 46, die mit einer Schnecke 47 versehen ist, welche in ein Schraubenrad 48 eingreift, das lose auf einer Welle 48'gelagert ist und dessen Ntbe die eine Hälfte einer Kupplung 74 bildet. deren andere H#lfte mittelst eines Steuerhebels 75 auf der Welle 48 verschoben werden kann. Letztere trägt ein Trieb 49, das mit einem Zahnrad 50 in Eingriff steht, welches seinerseits mit einem Zahnrad 51 einer liurbel- welle 59 in Eingriff steht, die einen Kurbet- zapfen 53 hat.
Am Zapfen 53 greift eine Pleuelstange 54 an, die ausserdem an einem Zapfen 55 angreift, welcher senkrecht in einem Schlitz 56 in der Stossstange 16 einstellbar ist und durch einen Schlitz 57 im Ständerteil 11 hindurchgeht.
Im Behälter 31 ist eine ringförmige Tasche 60 ausgebildet, die durch einen L f#rmigen Ring 61 abgedeckt ist. In der Tasche 60 ist ein ringförmiges Zahnrad 62 gelagert, welches mit einem Trieb 63 einer Rohrwelle 64 in Eingriff steht. Diese ist in einem Lager 65 am Beh#lter 31 gelagert und tr#gt ein Kugelrad 66, das in Eingriff steht mit einem Zahnrad 67 einer Welle 68, deren Zahnrad 69 mit einem ebensolchen 70 einer We.lie71InEingriffsteht. Diese wieder hat ein Zahnrad 72, das in Eingriff steht mit einem ebensolchen 73 an der Welle 48'.
Durch Betätigung des Stellhebels 75 im Sinne der Einrückung der Kupplung 74 wird die Auf-oder Abwärtsbewegung der Werkstück- spindel 17 eingeleitet. Insoweit stimmen beide Ausf#hrungsformen der Machine mit der Zeichnung überein.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 ist jede Welle 37 mit einer Schleifscheibe 80 versehen, deren Umfang das Profil genou genau entsprechend der Lücke zwischen zwei Z#hnen eines Triebes hat, welches auf der Welle 19 aufzustecken ist und der Bearbeitung unterliegt.
Uin die Schleifscheibe allmählich einwärts in ihre Endstellung zu bewegen, ist jeder Selilitten 38 mit einem auswärts ragenden Stift 81 versehen, der im Schlitten mittelst einer Nlutter 82 längseinstellbar ist. Jeder Stift ragt in die Tasche 60 und liegt an einem Führungsring 88 an, der an dem Zahnkranz 62 (Fig.]) befestigt ist. Dieser Ring hat eine Anzahl von Führungsnuten 83', jede f#r cinen Stift 81 (Fig. 2).
Wie vorher ausgef#hrt, erhält der Zahnkranz 62 seine Bewegung durch den Räder- zug 63-66-67-68-69-70.
Das Zahnrad 70 ist auf einer Welle 71 aufgesplintet, welche so in Lagern läuft, dass sie sowohl drehbar, als auch längsverschiebbar ist. Auf der Welle 71 ist das Zahnrad 72 gelagert, welches ein Kupplungsstück 87 hat, das mit einem ebensolchen 88 auf derWelle 71 in Mitnahme kommen kann, wobei die Anordnung so ist, dass in der Stellung der Fig. 1 die Welle 71 angekuppelt ist und mit dem Zahnrad 72 umläuft. Wenn sie dagegen etwas zurückgezogen wird, in der Figur nach links ; wird die Welle 71 frei vom Zahnrad 72 und kann dann von Hand so gedreht werden, dass das Zahnrad 70 und damit der ganze Räderzug bis zum Rad 62 mitgedreht wird.
Mit dem Zahnrad 72 steht ein ebensolches 73 der Welle 48'in Eingriff, so da#, wenn die Kupplung 88 mit der Kupplung 87 eingerückt ist, der Antrieb des Zahnrades 62 und damit des Führungsringes 83 über das Schneekenzahnrad 48 erfolgt.
Die Welle 46 trägt ein Kegelrad 90 am untern Ende, und dieses steht mit einem Regelrad 91 in Eingriff, das auf einer Reibungsscheibe 92 sitzt, die auf einer Welle 93 gelagert ist. DieseWelle trägt eine Schneeke 94, welche mit dem Schneckenrad 15 in Eingriff steht. Auf der Welle 93 aufgesplintet und in litnahmeeingriff mit der Reibungsscheibe 92 ist eine weitere Reibungsseheibe 95, die mit der Scheibe 92 durch einen gewichtsbelasteten Hebel 96 in Eingriff gehalten wird. Auf uf der Welle 93 ist ein Zahntrieb 97 befestigt, das mit einem grösseren 98 in Eingriff steht.
Dieses trägt ein haines Zahntrieb 99, das mit einem grösseren-Zahnrad 100 in Ein- griff steht, an dem ein Anschlag 101 befe- stigt ist. Dieser Anschlag hat eine Schulter 102, unter welcher in der Regel ein Anschlag- arm 103 mittelst eines gewichtsbelasteten Hebels 104 gehalten wird. Die Anordnung ist dabei so, daB in der Regel eine Drehung der Welle 93 durch den Anschlagarm 103 verhindert ist, wenngleich dauernd das Bestreben zu einer solchen Drehung infolge der Reibung der Scheibe 92 an der Scheibe 95 bue- steht.
Mit dem Arrn 103 steht eine Klinke 105 eines Hebels 106 in Mitnahmeeingriff. Ein Arm des Hebels 106 ist durch ein Kniehebelgelenk 107 mit einer senkrecht beweg- lichen Stange 108 verbunden, die an dem einen Arm eines Winkelhebels 109 angreift.
Der andere Arm desselben ist mit einer Stange 110 verbunden, welche durch die Welle geht, die die Zahnräder 66 und 63 trägt.
Diese Stange tritt in die Bahn eines der Schlitten 38, wenn dieser in seine äusserste Stellung nach auBen bewegt wird, nachdem der Führungsring 83 in eine Stellung bewegt ist, dass der tiefste Teil einer der Führungs- nuten 83'gegenül) er dem zugehörigen Stift 81 steht.
Jeder Schlitten 38 wird in der Regel durch eine Feder 38'nach auswärts gedrückt, wo- bei die Anordnung so ist, dans, wenn immer der Führungsring 83 sich weit genug gedreht hat, um eine Nut 83'einem Stift 81 des Schlittens 38 gegeniiberzustellen, der betref- fende Schlitten nach auswärts in Eingriff mit der Stange 110 geschoben wird und diese durch Hebel 109, Stange 108, Gelenk 107 und Hebel 106 den Anschlagarm 103 aus der Schulter 102 ausrückt. Während dieser Bewegung schwingt die Klinke 105 frei weg vom Arm 103, so dass dieser unmittelbar nachher wieder in Eingriff mit dem Anschlag 101 kommt.
Sobald der Anschlag 101 durch Auswärts- bewegung des Armes 103 ausgelöst wird, kommt der mit dem Ansehlag 101 verbundene Räderzug in Bewegung infolge der Wir kung der Reibungsscheiben 92, 95, wodurch eine volle Umdrehung des Anschlages 101 gesichert ist. Dieser kommt dann am Eilde einer Umdrehung an dem Arm 103 zur Ruhe.
Die Drehung des Räderzuges gestattet eine Drehung der Welle 93, so dass die hohle Antriebswelle 13 gedreht wird, wodurch die Storstange 16 um einen Betrag gleich dem Abstand zwischen zwei Zähnen des zu bear beitenden Rades gedreht wird, indem das Übersetzungsverhältnis in dem R#derzug, der mit dem Ansehlag 101 verbunden ist, so bemessen ist, dass das gewünschte Drehungs- mass herauskommt.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Maschine soll unten nach Besehrei- bung der Fig. 9 dargelegt werden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 9 hat die Schleifscheibe einen zylindrischen ETmfallg, so dass sie während des grüssten Teils ihrer Arbeitswirkung nur an einer Kante eines verhältnismässig kleinen Teils des Zahnes wirkt. Infolgedessen muss eine Vorkehrung getroffen sein, um die das zu bearbeitende Rad tragende Welle während der radiales Bewegung der Schleifscheibe zu drehen. Zu diesem Zwecke ist ein Führungsring 120 statt des Ringes 83 bei der ersten Ausführungs- form vorgesehen, und dieser hat eine Gruppe von Führungsnuten von entsprechender Form (vergl.
Fig. 9). Bei dieser Ausführungsform mufti sich der F#hrungsring 120 jederzeit in einer bestimmten Winkelsteltung zu der das zu bearbeitende Rad tragenden Welle befinden. Entsprechend ist die Welle 68 mit einer Verlängerung 121 versehen, welche am untern Ende ein Kegelrad 122 trägt. Dieses steht in Eingriff mit einem Kegelrad 123 eines Zahnrades 124, das in Eingriff steht mit einem Zahnradl25, welches seinerseits mit einem Zahn- rad 126 einer Welle 127 in Eingriff steht, die eine Schnecke 128 tr#gt, die mit dem
Schneckenard 15 der hohlen Welle 13 in Ein- griff steht.
Bei dieser Ausführungsform der Machine ist ein Zahnrad 130 entspreehelld dem Zahn rad 45 der ersten Ausführungsform vorgesehen, dessen Welle 131 eine Schnecke 133 tr#gt, die mit einem Zahnra 133 in Eingriff steht, welches seinerseits zwei Zahnkränze 134 und 135 trägt. Der Zahnkranz 135 steht mit einem Zahnrad 136 in Eingriff, das mit einem ebensolchen 137 der Kurbelwelle 52 in Eingriff steht. Die Verzahnung 1e34 greift in ein
Zahnrad 140 ein, welches mit einem Zahnrad 141 in Eingriff steht, das an die Stelle des Zahnrades 72 der ersten Ausführungsform tritt und mit dem Zahnrad 70 verbunden ist.
Die. Anordnung und Übersetzungsverhältnisse dieser Räderzüge sind solche, dass, wenn sechs Sebleifseheiben vorhanden sind, der Führungs- ring 120 um'/(;einervollenUmdrehungweiter bewegt wird, während die Welle, die das Arbeitsstück trägt, durch einen Winliel gedreht wird gleich dem Abstand zwischen zwei Mittellinien zweier benachbarter Zähne des durch die Welle getragenen, zu bearbei- tenden Zahnrades (vergl. Fig. 9).
Die Fig. 9 veranschaulicht, wie die Kurve des Führungsringes 120 konstruiert ist. Wie angegeben, soll der Führungsring bei dieser Ausführungsform um 1/6 einer Umdrehung gedreht werden, wenn das Werkstück um einen
Winkel gedrehtwird, der gleichist dem Winkel, gebildet von den Mittellinien zweier benach- barter Z#hne, Die Fig. 9 zeigt unten zwischen der strichpunktierten Linie, welche durch die Axe der Stange 81 geht, und der am weitesten links gezeichneten strichpunlitierten Linie eine h#lfe dieser Strecke. Die-Schleif- scheibe 80 arbeitet zunächst mit ihrer einen Ecke und dann mit der andern in der Zahnlücke.
Angenommen, dass sich der Führungsring 120 entgegengesetzt dem Uhrzeiger dreht und das Werkstück in der gleichen Richtung gedreht wird, so wird zuerst die linke Ecke der Schleifscheibe 80 arbeiten, sobald sie am Boden der Zahnlücke nach links kommt, wenn der Führungsring sich um einen Winkel dreht, der von der strichpunktierten Mittel- linie der Stange 81 und der am weitesten links gelegenen strichpunktierten Linie gebildet wird, so wird gleichzeitig das Werk- st#ck um einen AArinl sich drehen, der gleich ist dem Winkel zwischen der zweiten und dritten strichpunktierten Linie, von links nach rechts gezählt.
Um nun die Konstruktion der Kurve des Führungsringes 120 zu veranschaulichen, zeigt der obere Teil der Fig. 9 ein verzerrtes Bild der Zähne des Werkstückes, bei dem die Um fangsabmessungen mit dem Faktor multipliziert sind, welcher das Bewegungsverhältnis des Werkstückes und des Führungsringes wiedergibt, wahrend natürlich die radialen Abmessungen oben und unten die gleichen sind.
Die Wirkungsweise der beiden Ausfüh- rungsformen ist folgende :
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 ist das Profil der Schleifscheibe 80 wie das Profil der Lücke zwischen zwei Zähnen geformt und die Spitzen der Zähne werden nicht geschliffen. Infolgedessen findet während jeder einzelnen Schleifoperation keine Drehung des Werkstückes statt, sondern nur eine ach siale Hin-und Herbewegung nach oben und unten.
Während das Werkstiiek wiederholt auf-und abgeht, wird die Schleifscheibe all- mählich gegen die Achse des Werkstückes mittelst des Führungsringes 83 vorbewegt, der sich nach Beendigung des Schleifvorganges bis zu einem Punkt gedreht hat, wo der Schlitten 38 plötzlich nach rechts geht (Fig. 1). Hierdurch werden die Schleifscheiben rasch nach einem Punkt zur#ckgeschoben, der ausserhalb des Umfanges des Werkstückes liegt. Hierauf wird das Werkstück um den Abstand zweier Zähne gedreht, und der Schleifvorgallgs wiederholt sich in der nächsten Zahnlücke.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 9 ist die Wirkungsweise im wesentlichen die gleiche. Weil aber hier die Schleifscheibe nicht das Profil der Zahnlücke, sondern ein rechtwinkliges Profil hat, miissen beide Ecken der Schleifscheibe gegen die Zahnfiäche wirksam werden, und es ist daher nötig, das Werkstück auch allmählich während der Periode des radialen Vorschubes oder der radialen Rückbewegung einen Teil der Drehung machen zu lassen in der Weise, wie dies anhand der Fig. 9 näher ausgeführt wurde.
PATENTANSPRUOS :
Machine zur Herstellung von Zahnrädern oder andern Gegenständen mit mehreren zu bearbeitenden Teilen, gekennzeichnet durch die. Anordnung eines Rahmens (10) mit Lager ständer (11, 12) für eine drehbare und auf und abbewegliche Spindel zum Aufstecken des Werkstückes, sowie eines auf dem Rah men fest angeordneten Behälters, der als Tr#ger fiir einen andern feststehenden Be -hälter dient, der eine Anzahl verschiebbarer
Werkzeugschlitten und einen drehbareu Fiih- rungsring mit Zahnkranz (62) zur Steuerung dieser Werkzeugsehlitten enthält, während der Antrieb der drehbaren Werkzeuge mit telst biegsamer Wellen (36) durch Antriebs wellen (33) erfolgt,
welche am Rande der feststehenden Behälter gelagert sind und mit einem behälterartigen Zahnrad (27) in Ein- griff stehen, das seinerseits drehbar an einem MitteMutzen (26) des feststehenden Behäl- ters (25) gelagert ist und von dem aus mit telst Räderzügen der Antrieb der das Werk stück tragenden Spindel und des Führungs ringes für die Werkzeugschlitten erfolgt.