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Stößelführung an Zahnradstoß- und Hobelmaschinen für Gerad- und Schrägverzahnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stößelführung an Zahnradstoß- und Hobelmaschinen
für Gerad- und Schrägverzahnung, die nach dem Wälzverfahren mit Schneidrad arbeiten,
und betrifft den Antrieb und die Anordnung der Stößelführung zur Erzeugung beliebiger
Steigungswinkel an den Werkstücken in beiden Steigungsrichtungen.
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Es ist bei Zahnradstoßmaschinen zum Stoßen von geraden Zähnen bekannt,
eine Führung mit parallel zur Stoßspindelachse verlaufenden Führungsleisten zu verwenden.
Die Stoßspindel führt hierbei jedoch nur geradlinige hin- und hergehende Bewegungen
aus. Beim Stoßen von schrägen Zähnen in Schrägzahnrädern muß die parallel verlaufende
Führungsleiste gegen eine Schrägführung ausgetauscht werden, damit die Stoßispindel
mit dem Schneidrad während der hin- und hergehenden Bewegung zusätzlich noch eine
drehende Bewegung ausführt.
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Da sich der Steigungswinkel der Schrägführung aus der Formel: Zähnezahl
des Schneidrades - Stirnmodul - n tg a des Schrägungswinkels der Verzahnung errechnet,
wird der Herstellung von Schrägzahnrädern mit Hilfe einer Schrägführung Grenzen
gesetzt; denn, wenn es erforderlich wird, z. B. zum Stoßen von Schrägzähnen ein
Schneidrad mit einer kleinen Zähnezahl zu verwenden, insbesondere beim Stoßen von
Innenverzahnungen, so kann der erforderliche Steigungswinkel der Schrägführung so
groß werden, daß eine Selbsthemmung einen Antrieb in axialer Richtung unmöglich
macht.
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Es, sind deshalb bereits, um große Steigungswinkel zu erhalten, Stößelführungen
vorgeschlagen, die mit zwei gleichzeitig arbeitenden Schrägführungen arbeiten. Die
Stößelführung besteht hierbei aus einem axial an der Stoßspindel fest angeordneten
Führungskörper und einem weiteren, diesen hülsenförmig übergreifenden Führungskörper,
die, jeder für sich, in axialer Richtung mit gleicher Hubzahl hin-und herbewegbar,
drehbar und antreibbar sind, wobei beide Führungskörper miteinander und der äußere
Führungskörper mit einem Maschinenteil über Führungselemente im Eingriff und während
des Arbeitens relativ zueinander bewegbar sind.
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Dieser bekannten Ausführung haftet aber der Nachteil an, daß die beiden
Führungskörper normalerweise zwangläufig so angetrieben werden, daß sie gleich lange,
aber entgegengesetzte Hübe ausführen, also mit ihnen nur Zahnräder mit stets gleichem
Steigungswinkel in stets gleicher Steigungsrichtung herstellbar sind. Zur Erzeugung
von Zahnrädern mit verschiedenen Steigungswinkeln und auch entgegengesetzter Steigungsrichtung
ist es bei dieser Einrichtung erforderlich, j eweils gewisse Maschinenteile vollkommen
zu ändern und auszuwechseln, damit die Hublänge der Führungen ungleich werden und
auch die Hübe gleichgerichtet ausgeführt werden können.
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Diese bekannte Stößelführung mit zwei Führungskörpern hat weiter den
Nachteil, daß es mit ihr ohne Auswechseln von bestimmten Maschinenteilen nicht möglich
ist, wahlweise Stirnräder mit geraden Zähnen und Stirnräder mit Schrägzähnen mit
beliebigem Steigungswinkel und beliebiger SteigUngsrichtung herzustellen.
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Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile auszuschalten und erreicht
dies dadurch, daß die beiden Führungskörper ohne Auswechselung von Maschinenteilen
jeder für sich von einem Huborgan in axialer Richtung mit gleicher Hubzahl und veränderlich
einstellbaren Hublängen sowohl in gleicher als auch einander entgegengesetzter Richtung
zur Addition oder Subtraktion der beiden Hublängen bewegbar ist.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Huborgane für
die Führungskörper als Hubscheiben ausgebildet, die in gleicher Drehrichtung und
mit gleicher Drehzahl antreibbar sind und in radialer Richtung verschiebbare Hubzapfen
tragen, die in die Führungskörper eingreifen. Es sind nur ein einziger Führungskörper
mit Schrägführung und ein einziger Führungskörper mit einer parallel zur Spindelachse
verlaufenden Führung oder zwei Führungskörper mit Schrägführungen mit verschiedenen
Steigungswinkeln gleicher oder entgegengesetzter Steigungsrichtung notwendig, die
nie ausgewechselt zu werden brauchen und gerade Zähne und Schrägzähne mit beliebigem
Steigungswinkel und beliebiger Steigungsrichtung herstellen. Die erforderlichen
Relativbewegungen der beiden Führungskörper zueinander, um Zahnräder mit
beliebigem
Steigungswinkel herzustellen, also Zahnräder mit Gerad- und Schrägverzahnung, und
darüber hinaus die Steigungsrichtung nach entgegengesetzten Richtungen legen zu
können, werden durch einfache entsprechende Einstellung der Hubzapfen an den Hubscheiben
erreicht.
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Die Erfindung isst nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles beschrieben. Das Ausführungsbeispiel weist eine Schrägführung
und eine parallel zur Spindelachse verlaufende Führung auf. Es zeigt in schematischer
Darstellung Fig. 1 die Ausbildung und Anordnung der beiden Führungen mit Stoßspindel
und Antrieb, Fig. 2 die Einstellung der Hublängen und den Verlauf der Bewegungsrichtungen
der Anordnung nach F ig. 1 zur Erzeugung einer Geradverzahnung, Fig. 3 bis 5 die
Einstellung der Hublängen und den Verlauf der Bewegungsrichtungen der Anordnung
nach Fig.1 zur Erzeugung von Schrägverzahnungen mit gleicher Steigungsrichtung,
aber unterschiedlichen Steigungswinkeln, und Fig. 6 bis 8 die Einstellung der Hublängen
und den Verlauf der Bewegungsrichtungen zur Erzeugung von Schrägverzahnungen mit
gleichen Steigungswinkeln, aber entgegengesetzter Steigungsrichtung, entsprechend
und in der Reihenfolge der Fig. 3 bis 5.
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Bei der in Fig. 1 und 2 bis 8 dargestellten Ausbildung des Antriebes
der Stoßspindel sind zwei Hubscheiben 1 und 2 vorgesehen, die von einer zentralen
Antriebswelle 3 über Zahnräder 4, 5, 6 mit gleicher Drehzahl angetrieben werden.
Die Hublänge der beiden Hubscheiben läßt sich je nach Erfordernis durch Verschieben
der Hubzapfen 7 und 8 auf den Hubscheiben einstellen. Die Hubscheibe 2 bewegt über
den Schlitten 9 die Stoßspindel 10 mit dem Schneidrad 11. An dem dem Schneidrad
gegenüberliegenden Ende der Stoßspindel ist ein zylindrischer Führungskörper 12
angeordnet, der in einem ihn hülsenförmig übergreifenden, zweiten Führungsk5rper
15 an einer Schrägleiste gleitet. Die Hublänge der Stoßspindel ist nach der jeweiligen
Zahnbreite einzustellen. Die Hubscheibe 1 bewegt über einen Schlitten 14 den zweiten
Führungskörper 15, der in einem Schneckenrad 16 an parallel zur Spindelachse liegenden
Leisten gleitet. Das entsprechend angetriebene Schneckenrad 16 erzeugt die erforderliche
Wälzbewegung des Schneidrades. Die Hublänge des Führungskörpers 15 ist je nach der
zusätzlichen oder abzuziehenden Verdrehung des Schneidrades durch Verschieben des
Hubzapfens 8 einzustellen, um den Steigungswinkel und die Steigungsrichtung zu verändern.
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Das Zusammenwirken der einzelnen Bauelemente sei nachfolgend in der
Beschreibung der Herstellung von Zahnrädern mit Gerad- oder Schrägverzahnung erläutert.
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Zum Stoßen von geraden Zähnen (F ig. 2) wird an den Hubscheiben 1
und 2 der gleiche Hub a eingestellt. Die Stoßspindel 10 mit dem zylindrischen
Führungskörper 12 und einem entsprechenden Schneidrad 17 und der hülsenförmige Führungskörper
15 werden in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindigkeit A bewegt. Es tritt somit
keine Verdrehung des Werkzeuges ein, und es wird eine Gerad-:-erzahnung 18 erzeugt.
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Wird auf der Hubscheibe 1 der Hub mit dem Wert Null eingestellt (Fig.3),
so verschiebt sich der Führungskörper 15 nicht, und es wird nur die Stoßspindel
10 mit dem Führungskörper 12 und einem entsprechenden Schneidrad 19 mit der Geschwindigkeit
A durch die Hubscheibe 2 bewegt. Es ergibt sich somit eine Schrägverzahnung 20,
deren Steigungs-,vinkel a dem der Schrägführung am Führungskörper 12 entspricht.
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Wenn der Hub an der Hubscheibe 2 (Fig. -1) so eingestellt wird, daß
die Stoßspindel 10 mit dem Führungskörper 12 und einem entsprechenden Schneidrad
21 den Hub a mit der Geschwindigkeit .-? ausführt und der Hub an der Hubscheibe
1 so eingestellt ist, daß der Führungskörper 15 nur den Hub a/2 in derselben Richtung
zurücklegt, so, ergibt sich, daß der Führungskörper 15 der Stoßspindel
10 mit dem Führungskörper 12 mit der halben Geschwindigkeit A/2 nacheilt,
wodurch sich die Verdrehung der Stoßspindel 10 halbiert. Es ergibt sich in
diesem Falle gegenüber der Schrägverzahnung 20 (Fig. 3) eine Schrägverzahnung 22
mit einem Steigungswinkel a/2.
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Führt die Stoßspindel 10 mit dem Führungskörper 12 und mit einem entsprechenden
Schneidrad 23 (Fig.5) einen Hub, a und der Führungskörper 15 einen Hub a/2
in derselben Zeit, aber in entgegengesetzter Richtung aus, so kommt eine zusätzliche
Verdrehung des Führungskörpers 12 hinzu, wodurch eine Schrägverzahnung 24 erzeugt
wird, deren Steigungswinkel 11/2 a ist.
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Mit demselben Führungskörper 12 lassen sich auch Steigungen in entgegengesetzter
Richtung mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 herstellen.
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Wenn der Führungskörper 15 (Fig. 6) zweimal so schnell (Geschwindigkeit
2A) in derselben Richtung bewegt wird wie die Stoßspindel 10 mit dem Führungskörper
12 (Geschwindigkeit A), so wird der Führungskörper 15 voreilen, und die Stoßspindel
10 mit dem Schneidrad 19' wird sich mit demselben Steigungswinkel, aber in entgegengesetzter
Richtung der Schrägführung bewegen, also eine Schrägverzahnung 20' mit einer der
vorbeschriebenen Schrägverzahnung 20 entgegengesetzten Steigung erzeugen.
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Wenn, wie Fig. 7 zeigt, der Führungskörper 15 den 1.1/2fachen Hub
a in derselben Zeit wie die Stoßspindel 10 mit dem Führungskörper 12 in gleicher
Richtung zurücklegt, so wird die Verdrehung der Stoßspindel 10 mit dem Schneidrad
21' nur halb so groß sein, und der Steigungswinkel wird halb so groß wie der des
Führungskörpers 12. Es wird also eine Schrägverzahnung 22' mit entgegengesetzter
Steigungsrichtung wie die Schrägverzahnung 22 der Fig. 4 erzeugt.
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Um einen steilen Steigungswinkel zu erreichen (Fig. 8), wird der Führungskörper
15 entsprechend schneller, z. B. 3mal so schnell in derselben Richtung bewegt wie
die Stoßspindel 10 mit dem Führungskörper 12 und dem Schneidrad 23'. Die
Schrägverzahnung 24' entspricht der Schrägverzahnung 24 in Fig. 5.
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Es kann also mit Hilfe der Erfindung jedes Schneidrad mit beliebigem
Steigungswinkel und beliebiger Steigungsrichtung allein durch Verändern der Hübe
ohne Auswechseln der Führungskörper 12, 15 verwendet und alle Steigungswinkel in
entgegengesetzten Steigungsrichtungen erzeugt werden.