DD257782A1

DD257782A1 - BEVEL GEAR DRILLING MACHINE FOR WORKING TURKEY BEADS WITH ANY CROWNED FLANK LINES

Info

Publication number: DD257782A1
Application number: DD30021287A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Brandner
Original assignee: Werkzeugmaschinenbau Fz
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1988-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kegelradverzahnmaschine zum Bearbeiten von Kegelraedern mit beliebig gekruemmten Flankenlinien insbesondere zum Fertigbearbeiten, unter Anwendung von Kreismesserkoepfen oder Topfschleifscheiben mit neigbarer Werkstueckachse. Die erfindungsgemaesse Loesung sieht vor, die Antriebe der Waelztrommel, des Radialschiebers und der Schwenktrommel durch je einen Stellmotor in Verbindung mit je einem Lagemesssystem vorzunehmen und durch die Verknuepfung dieser Antriebssysteme mit einer CNC-Steuerung den Rotationsmittelpunkt des Verzahnwerkzeuges in der Planradebene auf den Koordinaten eines in der Planradmitte errichteten Polarkoordinatensystems zu fuehren. Fig. 1The invention relates to a bevel gear for processing bevel gears with arbitrarily curved flank lines in particular for finishing, with the use of circular knives or cup grinding wheels with tiltable workpiece axis. The solution according to the invention provides for the drives of the rolling drum, the radial slide and the swivel drum to be carried out by a positioning motor in conjunction with one position measuring system and by linking these drive systems with a CNC control the center of rotation of the gear cutting tool in the plane plane to the coordinates of an in of the center wheel built polar coordinate system. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich auf den Werkzeugmaschinenbau, insbesondere dem Bau von Verzahnmaschinen.The field of application of the invention extends to the machine tool industry, in particular the construction of gear cutting machines.

Characteristic of the known state of the art

Für das Verzahnen von Kegelrädern haben sich verschieden gestaltete Verzahnmaschinen herausgebildet, die sich in zwei große Gruppen einteilen lassen. Innerhalb der einen Gruppe gelangen Werkzeuge zum Einsatz, auf denen die Werkstückzahnlücken nach dem Prinzip des Einzelteilens bearbeitet werden. Die Flankenlinien verlaufen dabei gerade, spiralig oder kreisbogenförmig. Die einfache Form der Verzahnwerkzeuge erlaubt auch eine relativ einfache Feinbearbeitung, beispielsweise durch Schleifen mit topfförmigen Schleifkörpern. Innerhalb der anderen Gruppe erfolgt die Bearbeitung der Werkstückzahnlücken mit kontinuierlichen Verfahrensabläufen. Dazu sind kompliziertere Werkzeuge, wie Spiralmesserköpfe oder Kegelradwälzfräser erforderlich. Es werden Zahnflanken erzeugt, deren Flankenlinien beispielsweise nach Zykloiden, Epizikloiden oder Evolventen gekrümmt verlaufen. Die Feinbearbeitung dieser Zahnflanken gestaltet sich außerordentlich schwierig, da die Herstellung entsprechender Schleifkörper entweder technisch nicht möglich oder nur mit großem Aufwand unter Preisgabe der Abrichtgenauigkeit realisierbar ist.For gear cutting of bevel gears, differently shaped gear cutting machines have emerged, which can be divided into two large groups. Within one group, tools are used on which the workpiece tooth gaps are machined according to the principle of individual parting. The flank lines run straight, spiral or circular arc. The simple shape of the gear tools also allows a relatively simple finishing, for example by grinding with cup-shaped grinding wheels. Within the other group, the machining of the workpiece tooth gaps takes place with continuous process sequences. This requires more complicated tools, such as spiral cutter heads or bevel gear hobs. Tooth flanks are produced whose flank lines are curved, for example, after cycloids, epicycloids or involutes. The fine machining of these tooth flanks is extremely difficult, since the production of corresponding abrasive either technically impossible or can be realized only with great effort to reveal the dressing accuracy.

Es wurde deshalb ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem es möglich ist, vorverzahnte Kegelräder mit beliebig gekrümmten Zahnlängslinien, also insbesondere solche, die aus kontinuierlichen Herstellungsverfahren hervorgegangen sind, unter Verwendung eines Verzahnwerkzeugesfeinzubearbeiten, dessen wirksame Schneidkanten auf Kreisbögen umlaufen und die im Einzelteilverfahren jeweils innerhalb einer Zahnlücke zum Eingriff gelangen, wobei die Achse des Verzahnwerkzeuges gegenübe> dem Planrad geneigt ist. Verfahrensgemäß beschreibt dabei der Rotationsmittelpunkt des Verzahnwerkzeuges in der Planradebene eine Bahnkurve, welche zur Flankenlinie der jeweils zu bearbeitenden Zahnflanke eine Äquidistante darstellt. Gleichzeitig während der Bewegung des Rotationsmittelpunktes auf der Bahnkurve muß die geneigte Achse des Verzahnwerkzeuges eine Schwenkbewegung um eine senkrecht oder annähernd senkrecht zur Planradebene stehende Schwenkachse ausführen, so daß die Flankennormale in jedem Schnittpunkt der Flankenlinie mit der Wälzgeraden und die Achse des Verzahnwerkzeuges in einer gemeinsamen Ebene liegen.It has therefore been proposed a method by which it is possible vorverzahnte bevel gears with arbitrarily curved tooth longitudinal lines, ie in particular those that have emerged from continuous manufacturing processes, using a Verzahnwerkzeugesfeinbewenen whose effective cutting edges rotate on arcs and in the Einzelteilverfahren each within a tooth gap engage the engagement, wherein the axis of the gear tool against> the face wheel is inclined. In accordance with the method, the center of rotation of the gear cutting tool in the plane of planing describes a trajectory which represents an equidistant to the flank line of the respective tooth flank to be machined. At the same time during the movement of the center of rotation on the trajectory, the inclined axis of the Verzahnwerkzeuges perform a pivoting movement about a perpendicular or approximately perpendicular to the plane plane pivot axis, so that the flank normal in each intersection of the flank line with the pitch line and the axis of the gear tool in a common plane lie.

Um dieses Verfahren durchführen zu können, sind maschinentechnisch mehrere Voraussetzungen bedingt, die von bekannten Kegelradmaschinen nur unvollkommen erfüllt werden.In order to be able to carry out this method, several conditions are required by machine technology, which are only imperfectly fulfilled by known bevel gear machines.

Nach der DE-PS 11 22807; 49 d 5/02 ist eine Maschine zum Fräsen von Verzahnungen von Kegel- und Hyperboloidzahnrädern bekannt, bei der als Verzahnwerkzeug ein Kreismesserkopf benutzt wird, dessen Achse zur Planradebene mit Hilfe eines Schwenklagers neigbar ist, welches in einer von Hand einstellbaren Schwenktrommel Aufnahme findet, deren Achse senkrecht zur Planradebene verläuft und die in einem an der Stirnseite einer Wälztrommel in Längsführungen ebenfalls von Hand verstellbaren Radialschieber verdrehbar gelagert ist. Die Wälztrommel weist einen Schwenkantrieb auf, welcher mit dem Antrieb des Werkstückkegelrades zur Durchführung der Wälzbewegung drehzahlabhängig verknüpft ist. Auf dieser Maschine lassen sich die nach dem vorgeschlagenen Verfahren erforderlichen Neigungen und Verdrehungen der Werkzeugachse manuell einstellen.According to DE-PS 11 22807; 49 d 5/02 a machine for milling gears of conical and hyperboloid gears is known, in which a circular blade head is used as a toothing tool whose axis is tiltable to the plane plane by means of a pivot bearing, which is housed in a manually adjustable swivel drum whose Axis perpendicular to the plane plane and which is rotatably mounted in a on the front side of a roller drum in longitudinal guides also adjustable by hand radial slide. The roller drum has a pivot drive, which is linked speed-dependent with the drive of the workpiece bevel gear for carrying out the rolling movement. On this machine, the inclinations and rotations of the tool axis required by the proposed method can be adjusted manually.

Infolge der damit statisch festgelegten Ausgangspositionen ist eine weitere dynamische Gestaltung des Verfahrensablaufes nicht möglich. Der Rotationsmittelpunkt dos Verzahrwerkzeuges ist nur auf den eingestellten Planradradius bewegbar, läßt sich also nicht zusätzlich auf einer Bahnkurve in der Planradebene führen. Auch für die von der Bewegung des Rotationsmittelpunktes abhängige Schwenkbewegung der Werkzeugachse fehlen die notwendigen Antriebsmechanismen.As a result of statically defined starting positions, a further dynamic design of the process sequence is not possible. The center of rotation dos Verzahrwerkzeuges is movable only on the set Planradradius, so can not additionally lead on a trajectory in the Planradebene. Also for the dependent on the movement of the center of rotation pivotal movement of the tool axis missing the necessary drive mechanisms.

Bei einer bekannten Wälzfräsmaschine zum Verzahnen von Spiralkegelrädern, gemäß der DE-OS 1627359; B 23 F 9/10, ist an der Stirnseite der Wälztrommel als Träger des Verzahnwerkzeugesein schwenkbares Segment gelagert, dessen Achse parallel zur Achse der Wälztrommel in einem Abstand zu dieser verläuft. Das Segment wird in Abhängigkeit von der Drehung der Wälztrommel durch einen mechanischen Getriebezug verschwenkt, wodurch der Rotationsmittelpunkt des Verzahnwerkzeuges annähernd auf einem Planrad-Abschnitt bewegt wird, dessen Planradradius größer als der Radius eines normalerweise mit dieser Wälztrommel realisierbaren Planrades ausfällt. Der Rotationsmittelpunkt bewegt sich damit auf einem angenäherten Kreisbogen, der dem Planrad zugehört, so daß sich mit dieser Maschine eine zusätzliche Führung des Rotationsmittelpunktes auf einer beliebigen Bahnkurve nicht verwirklichen läßt. Eine Schwenkbewegung der Achse des Verzahnwerkzeuges ist nicht möglich und auch nicht beabsichtigt.In a known Wälzfräsmaschine for splining Spiralkegelrädern, according to DE-OS 1627359; B 23 F 9/10, is mounted on the end face of the roller drum as a carrier of the Verzahnwerkzeuges a pivotable segment whose axis parallel to the axis of the roller drum at a distance therefrom. The segment is pivoted in response to the rotation of the Wälztrommel by a mechanical gear train, whereby the rotation center of the gear tool is moved approximately on a face gear portion whose Planradradius larger than the radius of a normally realizable with this Wälztrommel crown wheel precipitates. The center of rotation thus moves on an approximate circular arc, which belongs to the face gear, so that can not be realized with this machine additional guidance of the center of rotation on any trajectory. A pivoting movement of the axis of the gear tool is not possible and not intended.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, maschinen-und steuerungstechnische Voraussetzungen zur Durchführung eines Verfahrensablaufes zu schaffen, mit dem vorverzahnte Kegelräder mit beliebig gekrümmten Flankenlinien im Einzelteilverfahren unter Anwendung einfacher Fertigbearbeitungswerkzeuge mit kreisförmigen Schnittbewegungen feinbearbeitbar sind.The aim of the invention is to provide machine and control technology requirements for carrying out a process sequence, with the bevel gears with arbitrarily curved flank lines in the single part process using simple finishing tools with circular cutting movements are finely machined.

Explanation of the essence of the invention

Mit der Erfindung sollen folgende Aufgaben gelöst werden:With the invention, the following objects are to be achieved:

— Schaffung von Antriebs- und Steuerungsverknüpfungen, die es ermöglichen, den Rotationsmittelpunkt des Verzahnwerkzeuges in der Planradebene zusätzlich zur Wälzbewegung auf einer beliebig gestalteten Bahnkurve zu führen und dabei gleichzeitig die zur Planradebene geneigte Achse des Verzahnwerkzeuges in Abhängigkeit von der Stellung des Rotationsmittelpunktes auf der Bahnkurve um eine senkrecht zur Planradebene stehende Schwenkachse zu verschwenken.- Creation of drive and control linkages, which make it possible to perform the rotation center of the gear tool in the Planradebene in addition to the rolling motion on an arbitrarily shaped trajectory and at the same time inclined to the plane of planing axis of the gear tool in dependence on the position of the rotation center on the trajectory to pivot a perpendicular to the plane plane pivot axis.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verstellmechanismen für die Wälztrommel, den Radialschieber und der auf diesem gelagerten Schwenktrommel als Antrieb je einen Stellmotor in Verbindung mit je einem Lagemeßsystem aufweisen und daß die Lagemeßsysteme und die Stellmotoren mit einer CNC-Steuerung derart verbunden sind, daß der Rotationsmittelpunkt des Verzahnwerkzeuges vorzugsweise in der Planradebene in einem in der Planradmitte errichteten Polarkoordinatensystem auf einer Bahnkurve geführt wird und die geneigte Achse des Verzahnwerkzeuges in jedem Punkt der Bahnkurve eine zugeordnete Schwenklage in der Größe eines Schwenkwinkels aufweist, ausgehend vom Radiusvektor des Polarkoordinatensystems.According to the invention, this object is achieved in that the adjusting mechanisms for the rolling drum, the radial slide and mounted on this swivel drum drive each have a servomotor in conjunction with a Lagemeßsystem and that the Lagemeßsysteme and the servomotors are connected to a CNC control such in that the center of rotation of the gear tool is preferably guided on a trajectory in the plane of planarity in a polar coordinate system erected in the center of the planing wheel and the inclined axis of the gear tool has an associated pivot position in the size of a swivel angle at each point of the trajectory, starting from the radius vector of the polar coordinate system.

Die nach den Gesetzen der Verzahngeometrie berechneten Werte der Polarkoordinaten und des Schwenkwinkels der Werkzeugachse werden als Steuergrößen in die CNC-Steuerung eingegeben. Dabei ist die Bewegung des Rotationsmittelpunktes auf dem Radiusvektor zweckmäßigerweise eine Funktion des Verdrehwinkels der Wälztrommel und die Schwenkbewegung der Achse des Verzahnwerkzeuges um den Schwenkwinkel der Schwenktrommel ist ebenfalls eine Funktion des Verdrehwinkels der Wälztrommel oder eine Funktion der Bewegung des Rotationsmittelpunktes auf dem Radiusvektor im Verlauf der Längsführung des RadialschiebersThe values of the polar coordinates and the swivel angle of the tool axis calculated according to the laws of the gear geometry are entered as control variables in the CNC control. The movement of the center of rotation on the radius vector is expediently a function of the angle of rotation of the roller drum and the pivotal movement of the axis of the gear tool about the pivot angle of the swivel drum is also a function of the rotation angle of the roller drum or a function of the rotation of the center of rotation on the radius vector in the course of the longitudinal guide of the radial slide

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich. Further details of the invention can be seen from the embodiment.

embodiment

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: Die schematische Vorderansicht des Werkzeugträgers einer Kegelradschleifmaschine Fig.2: einen Schnitt nach Linie ll-ll, gemäß Fig. 11: The schematic front view of the tool carrier of a bevel gear grinding machine FIG. 2: a section along line II-II, according to FIG. 1

Fig.3: einen Schnitt durch die Planradebene nach Linie Ill-Ill, gemäß Fig.2, mit Darstellung det verzahngeometrischen3 shows a section through the plane plane according to line Ill-Ill, according to FIG. 2, with a representation of the tooth geometry

Zusammenhänge, Fig.4: einen Schnitt nach Linie IV-IV, gemäß Fig.3.Connections, Figure 4: a section along line IV-IV, according to Figure 3.

Ohne Einschränkung bezüglich der Art des Verzahnwerkzeuges, ist dem Ausführungsbeispiel eine Kegelradschleifmaschine zugrunde gelegt, wobei es für das Verständnis der erfindungsgemäßen Merkmale genügt, den Werkzeugträger 1 einer solchen Maschine zu beschreiben. Im Werkzeugträger 1 ist drehbar eine Wälztrommel 2 gelagert, deren Achse 3 die Achse des Planrades4 darstellt. An der Stirnseite der Wälztrommel 1 sind Längsführungen 5 angebrachten denen ein Radialschieber 6 hin- und herbeweglich gelagert ist. Dieser Radialschieber 6 nimmt in einer Rundführung eine Schwenktrommel 7 auf, deren Schwenkachse 8 senkrecht zur Planradebene verläuft und deren Bewegungsbahn bei Verstellung des Radialschiebers 6 die Achse 3 der Wälztrommel 2 schneidet. Rechtwinklig zur Lage der Längsführung 5 ist in die Schwenktrommel 7 zur schwenk-und feststellbaren Aufnahme eines Schwenklagers 9 eine Schwenkführung 10 eingeordnet.Without limiting the nature of the gear cutting tool, the embodiment is based on a bevel gear grinding machine, where it is sufficient for the understanding of the features according to the invention to describe the tool carrier 1 of such a machine. In the tool holder 1 a rolling drum 2 is rotatably mounted, the axis 3 represents the axis of the Planrades4. On the front side of the roller drum 1 longitudinal guides 5 are mounted which a radial slide 6 is reciprocally mounted. This radial slide 6 takes in a round guide on a swivel drum 7, the pivot axis 8 is perpendicular to the plane plane and their trajectory when adjusting the radial slide 6, the axis 3 of the roller drum 2 intersects. At right angles to the position of the longitudinal guide 5, a pivoting guide 10 is arranged in the swivel drum 7 for the pivotable and lockable recording of a pivot bearing 9.

Die Schleifspindel 11 ist im Schwenklager 9 so angeordnet, daß ihre Achse 12 in allen geneigten Stellungen des Schwenklagers9 die Schwenkachse 8 im Rotationsmittelpunkt N des auf der Schleifspindel 11 befestigten Schleifkörpers 13 schneidet.The grinding spindle 11 is arranged in the pivot bearing 9 so that its axis 12 intersects in all inclined positions of the Schwenklagers9 the pivot axis 8 in the center of rotation N of the mounted on the grinding spindle 11 grinding body 13.

Der Antrieb der Wälztrommel 2 erfolgt durch einen Stellmotor 14, dem ein Lagemeßsystem 15 zugeordnet ist, über eine Schnecke 16 und ein Schneckenrad 17.The drive of the roller drum 2 is effected by a servomotor 14, which is associated with a Lagemeßsystem 15, via a worm 16 and a worm wheel 17th

Zur Längsbewegung des Radialschiebers 6 ist ein Stellmotor 18 vorgesehen, dem ein Lagemeßsystem 19 zugeordnet ist, wobei als Verstellmechanismen eine Gewindespindel 20 und eine Spindelmutter 21 dienen.For longitudinal movement of the radial slide 6, a servo motor 18 is provided, which is associated with a Lagemeßsystem 19, wherein serve as adjusting a threaded spindle 20 and a spindle nut 21.

Für die Schwenkbewegung der Schwenktrommel 7 ist am Radialsehieber 6 ein Stellmotor 22 in Verbindung mit einem Lagemeßsystem 23 angeordnet, wobei als Verstellmechanismen eine Schnecke 24 und ein Schneckenrad 25 an der Schwenktrommel 7 vorgesehen sind.For the pivoting movement of the swivel drum 7, a servomotor 22 is arranged on the radial eye 6 in conjunction with a Lagemeßsystem 23, wherein as adjusting a screw 24 and a worm wheel 25 are provided on the pivoting drum 7.

Zum Antrieb des Schleifkörpers 13 ist am Schwenklager 9 ein Schleifmotor 26 angebracht.To drive the grinding wheel 13, a grinding motor 26 is mounted on the pivot bearing 9.

Die Lagemeßsysteme 15; 19; 23 und die Stellmotoren 14; 18; 22 sind mit einer CNC-Steuerung derart verbunden, daß der Rotationsmittelpunkt N des Schleifkörpers 13 in der Planradebene in einem in der Planradmitte 0 errichteten Polarkoordinatensystem ψ; (Rauf einer Bahnkurve geführt wird (dabei bezeichnet ψ den Verdrehwinkel des Radiusvektorsftder durch die Bewegungsbahn der Schwenkachse 8 der Schwenktrommel 7 bei Verstellung des-Radialschiebers 6 gegeben ist) und gleichzeitig die um den Neigungswinkel γ geneigte Achse 12 des Schleifkörpers 13 in jedem Punkt der Bahnkurve eine zugeordnete Schwenklage in der Größe eines Schwenkwinkels κ aufweist, ausgehend vom Richtungsvektor (Ftdes Polarkoordinatensystems ψ; (R..The attitude measuring systems 15; 19; 23 and the servomotors 14; 18; 22 are connected to a CNC control such that the center of rotation N of the grinding wheel 13 in the plane plane in a built in the Planradmitte 0 polar coordinate system ψ; (Up einer the twist angle of the radius vectorftder is given by the path of movement of the pivot axis 8 of the swivel drum 7 when adjusting the radial slide 6) and at the same time inclined by the inclination angle γ axis 12 of the grinding wheel 13 at each point of the trajectory has an associated pivot position in the size of a pivot angle κ , starting from the direction vector (Ft of the polar coordinate system ψ; (R ..

Nach den Gestaltungsmerkmalen der Erfindung, in Verbindung mit den steuerungstechnischen Angaben zur Wirkverbindung der Stellmotoren und Meßsysteme bewirkt eine Verdrehung der Wälztrommel 2 um den Verdrehwinkel ψ eine abhängige Verschiebung des Radialschiebers 6 und damit des Rotationsmittelpunktes N entlang dem RadiusvektorRum ein bestimmtes Maß, so daß der Rotationsmittelpunkt N auf der gewollten Bahnkurve geführt wird.According to the design features of the invention, in conjunction with the control technical information on the operative connection of actuators and measuring systems causes a rotation of the roller drum 2 by the angle of rotation ψ a dependent displacement of the radial slide 6 and thus the center of rotation N along the radius vector Rum a certain amount, so that the center of rotation N is guided on the wanted trajectory.

Dazu erfolgt die Ansteuerung des Stellmotors 18 vom Lagemeßsystem 15, von dem aus auch der Stellmotor 22 angesteuert ist, welcher die Verdrehung der Schwenktrommel 7 um den Schwenkwinkel κ bewirkt und somit die abhängige Schwenkung derFor this purpose, the control of the servo motor 18 from the Lagemeßsystem 15, from which also the servo motor 22 is driven, which causes the rotation of the swivel drum 7 by the pivot angle κ and thus the dependent pivoting of

Achse 12 der Schleifspindel 11 verursacht. ~ "Axle 12 of the grinding spindle 11 causes. ~ "

Anhand Fig. 3 ist ersichtlich, wie das vorgeschlagene Verfahren zum Fertigbearbeiten vorverzahnter Kegelräder mit beliebig gekrümmten Flankenlinien auf der erfindungsgemäßen Kegelradverzahnmaschine durchführbar ist.3 shows how the proposed method for finishing beveled bevel gears with arbitrarily curved flank lines on the bevel gear according to the invention can be carried out.

Als Beispiel für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kegelradmaschine dient ein Kegelrad mit vorverzahnten Zahnlücken, die in einem kontinuierlichen Wälzverfahren hergestellt wurden, wobei die Flankenlinien nach Evolventen gekrümmt verlaufen. Als Verzahnwerkzeug für die Fertigbearbeitung ist ein topfförmiger Schleifkörper 13 mit Zahnstangenprofil vorgesehen.As an example of the operation of the bevel gear according to the invention is a bevel gear with pre-toothed tooth gaps, which were produced in a continuous rolling process, wherein the flank lines are curved by involutes. As a gear tool for finishing a cup-shaped grinding wheel 13 is provided with rack profile.

Das der Erzeugung der Verzahnung zugrunde gelegte Planrad 4 ist durch die Kreise 27; 28 begrenzt. Die Flankenlinien 29; 30 der Zahnlücke 31 sind erweiterte Evolventen, wie sie üblicherweise durch ein entsprechendes Wälzfräsverfahren entstehen.The generation of the toothing underlying planer 4 is by the circles 27; 28 limited. The flank lines 29; 30 of the tooth gap 31 are extended involutes, as they usually arise by a corresponding Wälzfräsverfahren.

Der Grundkreis 32 dient zur Beschreibung der Flankenlinie 29 der konkaven Flanke und auch der Flankenlinie 30 der konvexen Flanke. Der Schleifkörper 13 greift in die Zahnlücke 31 ein. Die Durchmesser des Schleifkörpers 13 und die Neigung seiner Achse 12 zur Planradebene um den Neigungswinkel γ sind so bemessen, daß der wirksame Radius CM der Schnittkurve KCJ am Schleifkörper 13 gleich oder kleiner ist als der kleinste Radius der konkaven Flankenlinie 29 und der wirksame Radius TQ gleich oder größer als der größte Radius der konvexen Flankenlinie 30. Zur Bestimmung dieser Radien wurden nicht die Punkte D; E und G; H der Flankenlinien 29; 30 herangezogen, sondern außerhalb des Planrades 4 liegende Punkte B; F und PL, da aufgrund der Profilüberdeckung der Verzahnung der Schleifkörper 13 auch außerhalb der Flanken linien 29; 30 im Eingriff mit den Flanken ist.The base circle 32 serves to describe the flank line 29 of the concave flank and also the flank line 30 of the convex flank. The grinding body 13 engages in the tooth gap 31. The diameter of the grinding wheel 13 and the inclination of its axis 12 to the plane of the plane by the inclination angle γ are such that the effective radius CM of the cutting curve KCJ on the grinding wheel 13 is equal to or less than the smallest radius of the concave flank line 29 and the effective radius TQ equal or greater than the largest radius of the convex flank line 30. For determining these radii, the points D; E and G; H of the flank lines 29; 30 used, but lying outside of the face wheel 4 points B; F and PL, because due to the profile overlap of the teeth of the grinding wheel 13 also outside the flanks lines 29; 30 is engaged with the flanks.

Demzufolge hat der Krümmungsradius der Evolvente am Punkt B die Größe BM und am Punkt F die Größe FS. Die Punkte F und L liegen gemeinsam auf dem Hilfskreis 33 und entsprechend die Punkte B und P auf dem Hilfskreis 34.As a result, the radius of curvature of the involute at point B is BM and at point F is FS. The points F and L lie together on the auxiliary circle 33 and correspondingly the points B and P on the auxiliary circle 34.

Die evolventenförmigen Flankenlinien 29; 30 entstehen dadurch, daß die Gerade CQ auf dem Grundkreis 32 abrollt, wobei der Punkt C die Evolvente der Flankenlinie 29 beschreibt. Bei dieser Abrollbewegung der Geraden CQ beschreibt jeder Punkt dieser Geraden zu den Punkten der Evolvente zugehörige äquidistante Punkte, so daß alle Punkte der Geraden CQ im mathematischen Sinne Äquidistanten zur entsprechenden Evolvente beschreiben. Wird die Evolvente vom Punkt B nach F durchfahren, dann wandert der Punkt M längs der Kurve 35 nach M' und der Rotationsmittelpunkt N über N" nach N'. Beide Kurvenzüge bestehen aus äquidistanten Punkten, die zu den entsprechenden Punkten der Kuve BF gehören. Der Rotationsmittelpunkt N ist der Bezugspunkt um den die Achse 12 des Schleifkörpers 13 um den Neigungswinkel γ durch Einstellung des Schwenklagers 9 geneigt wird. In Fig. 2 und 4 liegt dieser Bezugspunkt in der Planradebene QC.The involute flank lines 29; 30 arise because the straight line CQ rolls on the base circle 32, wherein the point C describes the involute of the flank line 29. In this rolling movement of the straight line CQ, each point of this straight line to the points of the involute corresponding equidistant points, so that all points of the line CQ in a mathematical sense describe equidistant to the corresponding involute. When the involute passes from point B to F, point M travels to curve M 'along curve 35, and point N to N' along the curve N. Both curves consist of equidistant points belonging to the corresponding points of curve BF. The center of rotation N is the reference point about which the axis 12 of the grinding wheel 13 is inclined by the inclination angle γ by adjusting the pivot bearing 9. In Figures 2 and 4, this reference point lies in the plane of the plan QC.

Der Rotationsmittelpunkt N bestimmt den Abstand von der Planradmitte 0 welcher der Größe der PolarkoordinateRentspricht und dient zur Bestimmung der äquidistanten Bahnkurve N-N "-N', die während der Bearbeitung der konkaven Flankenlinie 29 abgefahren wird.The center of rotation N determines the distance from the center of the flywheel 0, which corresponds to the size of the polar coordinate R and serves to determine the equidistant trajectory N-N "-N ', which is traversed during the machining of the concave flank line 29.

In der Planradmitte 0, die mit der Achse der Wälztrommel 2 dort übereinstimmt, wo diese die Planradebene QC durchdringt, ist das Polarkoordinatensystem errichtet, dem als Polarkoordinaten der RadiusvektorHund der Verdrehwinkel ψ der Wälztrommel zugehören. Diese Polarkoordinaten ψ; Rlassen sich anhand der Winkel ρ und δ aus dem veränderlichen Dreieck OCN leicht errechnen und dienen als Grundlage für die Bahnsteuerung des Rotationsmittelpunktes N.In the center of the planing wheel 0, which coincides with the axis of the roller drum 2 where it penetrates the planetary plane QC, the polar coordinate system is established, to which the polar vector coordinates the radius vector and the twist angle ψ of the roller drum. These polar coordinates ψ; Rlasses can easily be calculated from the variable triangle OCN on the basis of the angles ρ and δ and serve as the basis for the path control of the center of rotation N.

Die zweite.Bedingung des auszuführenden Verfahrens besteht darin, daß die Flankennormale CM in jedem Schnittpunkt der Flankenlinien 29; 30 mit der Wälzgeraden OY die Achse 12 des Schleifkörpers 13 im Punkt M trifft.The second condition of the method to be carried out is that the flank normal CM at each intersection of the flank lines 29; 30 with the rolling line OY the axis 12 of the grinding wheel 13 in the point M meets.

Um diese Bedingung einzuhalten, führt die Achse 12 des Schleifkörpers 13 während der Bewegung des Rotationsmittelpunktes N auf der Bahnkurve N—N"-N' eine Schwenkbewegung um eine senkrecht oder annähernd senkrecht zur Planradebene QC stehende Schwenkachse aus, die mit der Schwenkachse 8 der Schwenktrommel 7 identisch ist und die Planradebene im Rotationsmittelpunkt N durchdringt. Die Größe dieser Schwenkbewegung ist ausgehend vom RadiusvektonRdurch den Schwenkwinkel κ gekennzeichnet, der sich als abhängige Größe aus der Momentanpol I age des Rotationsmittel punktes N auf der Bahnkurve N-N''-Ν' ergibt und durch die Schwenkbewegung der Schwenktrommel 7 realisiert wird.In order to comply with this condition, the axis 12 of the grinding wheel 13 during the movement of the center of rotation N on the trajectory N-N "-N 'pivotal about a perpendicular or approximately perpendicular to the plane plane QC pivot axis, with the pivot axis 8 of the pivoting drum 7 is identical and penetrates the plane of planing in the center of rotation N. The magnitude of this pivoting movement is characterized, starting from the radius vector R, by the pivoting angle κ , which results as a dependent variable from the instantaneous position of the center of rotation N on the trajectory N-N '' - Ν ' and realized by the pivoting movement of the swivel drum 7.

Die Wirkungsweise der erfingungsgemäßen Maschine ermöglicht somit die Durchführung eines produktiven Feinbearbeitungsverfahrens, bei dem beliebig gekrümmte Zahnlängslinien (Flankenlinien) ein Einzelteilverfahren mit Kreismesserköpfen oder topfförmigen Schleifkörpern bearbeitbar sind.The mode of operation of the machine according to the invention thus makes it possible to carry out a productive finishing process in which arbitrarily curved tooth longitudinal lines (flank lines) can be processed using a single part method with circular blade heads or pot-shaped grinding wheels.

Diese Wirkungsweise ist nachstehend zur besseren Übersicht stichwortartig zusammengefaßt:This mode of operation is summarized in the following for a better overview:

— Walzen der konkaven Zahnflanke entlang der Flankenlinie 29 von Punkt B nach F.- rolling the concave tooth flank along the flank line 29 from point B to F.

— dabei Führung des Rotationsmittelpunktes N bezogen auf die Planradebene auf der Bahnkurve N-N''-Ν'durch Verdrehen der Wälztrommel 2 um den Verdrehwinkel ψ und Verfahren des Radialschiebers 6 entlang dem Radiusvektor (FL.- doing leadership of the center of rotation N relative to the plane plane on the trajectory N-N '' - Ν'by turning the roller drum 2 by the angle of rotation ψ and method of the radial slide 6 along the radius vector (FL.

— gleichzeitiges Ausführen der Schwenkbewegung der Achse 12 des Schleifkörpers 13 um die Schwenkachse 8 um den jedem Bahnpunkt zugeordneten Schwenkwinkel κ durch abhängiges Schwenken der Schwenktrommel 7.- Simultaneous execution of the pivotal movement of the axis 12 of the grinding wheel 13 about the pivot axis 8 to the pivot point associated with each path point κ by dependent pivoting of the pivoting drum. 7

Die Bearbeitung der konvexen Flankenlinie 30 erfolgt in analoger Weise nach Vornahme der Spielauslage im Rückwälzen.The processing of the convex flank line 30 is carried out in an analogous manner after making the game display in the backward rolling.

Claims

1. Bevel gear for machining bevel gears with arbitrarily curved flank lines, with a gear tool whose axis is tiltable to the plane plane by means of a pivot bearing, which is recorded in a swivel drum, whose pivot axis is perpendicular to the plane plane and in a on the front side of a roller drum in Longitudinal guides sliding radial slide is rotatably mounted, wherein the roller drum has a pivot drive, which is linked speed-dependent with the drive of the workpiece bevel gear, characterized in that the adjusting mechanisms for the roller drum (2), the radial slide (6) and the swivel drum (7) as a drive each having a servomotor (14; 18; 22) in conjunction with a respective Lagemeßsystem (15; 19; 23) and that the Lagemeßsysteme (15; 19; 23) and the servo motors (14; 18; 22) with a CNC control are connected such that the center of rotation (N) of the gear tool (13) vorzu in the plane of the plane in a polar coordinate system (ψ; (R) is guided on a curved path and the inclined axis (12) of the Verzahnwerkzeuges (13) at each point of the trajectory has an associated pivot position in the size of a swivel angle (κ) starting from the radius vector (R) of the polar coordinate system (ψ H ).

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