DE104582C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 49: Metallbearbeitung, mechanische.CLASS 49: Metalworking, mechanical.

(Rhd. L, V. St.. A.).(Rhd. L, V. St .. A.).

Verfahren und Maschine zum Fräsen von Kegelrädern.Method and machine for milling bevel gears.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. April 1898 ab.Patented in the German Empire on April 30, 1898.

Die hier beschriebene Neuerung ist für solche Kegelräderfräsmaschinen bestimmt, bei denen das Werkstück auf einer Spindel sitzt, die jedesmal um eine Zahntheilung gedreht wird, nachdem der in einem hin- und hergehenden Schlitten befindliche Fräser einen Zahn geschnitten hat. Selbstverständlich kann diese Neuerung auch für andere Maschinen benutzt werden, bei denen die Winkelstellung zwischen Werkstück und Fräser zwischen zwei Schnitten geändert werden soll.The innovation described here is intended for bevel gear milling machines where the workpiece sits on a spindle that is rotated by one tooth pitch each time, after the milling cutter located in a reciprocating slide cuts a tooth Has. Of course, this innovation can also be used for other machines where the angular position between the workpiece and the milling cutter is between two cuts should be changed.

Bei Kegelrädern schliefsen bekanntlich die seitlichen Zahnflächen einen spitzen Winkel ein, und um diese Zahnflächen zu fräsen, mufs das Werkstück beim Schneiden der gegenüberliegenden Flächen verstellt werden. Es ist bisher üblich gewesen, das Werkstück und den Fräser so einzustellen, dafs zunächst die eine Seite sämmtlicher Zähne fertig geschnitten wird, wobei das Werkstück nach jedem Schnitt um eine Theilung weiter gedreht wird und der Fräser beim Vorwärtsgange den Schnitt ausführt, während er beim Rückwärtsgange des Schlittens leer läuft. Alsdann wird die Einstellung geändert in der Weise, dafs der Fräser und das Werkstück in die entsprechende Stellung zu einander gebracht werden, um die andere Seite der sämmtlichen Zähne zu schneiden und in derselben Weise fertig zu stellen. Bei dieser Herstellungsweise mufs das Werkstück zwei Umdrehungen mit der Theilscheibe ausführen , ebenso wird auch diejenige Zeit verloren, die der Fräser beim leeren Rückgänge des Schlittens, verbraucht.In the case of bevel gears, it is known that the side tooth surfaces close an acute angle one, and in order to mill these tooth surfaces, the workpiece must be cut when cutting the opposite Surfaces can be adjusted. It has hitherto been customary to set the workpiece and the milling cutter in such a way that first one Side of all teeth is finished, with the workpiece after each cut is turned one division further and the milling cutter makes the cut while moving forward, while it runs empty when the slide is reversed. Then the setting changed in such a way that the milling cutter and the workpiece are in the appropriate position brought together to cut the other side of all teeth, and to finish in the same way. With this production method, the workpiece must make two revolutions with the dividing disc, the time is also lost that the milling cutter consumes when the slide is empty.

Die vorliegende Neuerung vermeidet diese Uebelstände, indem ein Rad fertig geschnitten wird, wenn das Werkstück schon eine Umdrehung mit der Theilscheibe vollzogen hat. Der Fräser arbeitet auf das Werkstück sowohl bei seiner^;-Vorwärts- wie bei seiner Rückwärtsverschiebung. Auf diese Weise wird die Zeit, innerhalb welcher ein Rad geschnitten werden kann, wesentlich verkürzt und die Leistungsfähigkeit der Maschine bedeutend erhöht. Dieser Erfolg wird erreicht dadurch, dafs der Winkel zwischen dem Werkstück und der Längsverschiebung des Fräsers nach jedem Vorwä'rtsgange geändert wird, so dafs der Fräser sowohl während der Rückwärtsverschiebung des Schlittens als auch während der Vorwärtsverschiebung schneidet. Um jedesmal dieselbe Seite der Zähne während der Vorwärtsverschiebung des Fräsers zu schneiden, wird zweckmäfsig die Winkelverschiebung des Fräsers jedesmal nach der Rückwärtsbewegung geändert, obgleich dies nicht wesentlich ist. Wenngleich durch das vorliegende Verfahren theoretisch genaue Zahnformen nicht erzielt werden können, so ist die Genauigkeit derselben doch für den praktischen Gebrauch ausreichend.The present innovation avoids these inconveniences in that a wheel is finished when the workpiece has already completed one revolution with the dividing disk. The cutter works on the workpiece both at its ^; -Forward- as in its backward shift. In this way, the time within which a wheel can be cut is significantly shortened and the performance of the machine is significantly increased. This success is achieved in that the angle between the workpiece and the longitudinal displacement of the milling cutter is changed after each forward movement, so that the milling cutter cuts both during the backward displacement of the slide and during the forward displacement. In order to cut the same side of the teeth each time during the forward movement of the milling cutter, the angular displacement of the milling cutter is expediently changed each time after the backward movement, although this is not essential. Although theoretically accurate tooth shapes cannot be obtained by the present method, the accuracy thereof is sufficient for practical use.

Zur Ausführung des Erfindungsgedankens bei einer Kegelradfräsmaschine ist es zweckmäfsig, den Winkel zwischen dem Fräser und dem. Werkstück in der Weise zu ändern, dafs der Fräserschlitten um einen Zapfen nach jedem Vorwärtsgange schwingt und ebenso in seine frühere Stellung nach jedem Rückwärtsgange zurückschwingt,, worauf dann die Ver-To implement the inventive concept in a bevel gear milling machine, it is expedient to the angle between the cutter and the. To change the workpiece in such a way that the milling slide follows a pin every forward movement and also to its earlier position after every reverse movement swings back, whereupon the

Schiebung der Theilscheibe stattfindet. Bei gewissen Fräsmaschinen kann es zweckmäfsiger sein, die Winkelyerschiebung nicht bei dem Fräserschlitten, sondern bei dem das Werkstück tragenden Schlitten vorzunehmen, doch ist es klar, dafs diese bauliche Aenderung oder ähnliche Abweichungen ausgeführt werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu berühren , der besteht in einem Werkstückträger und einem Fräserträger, von denen der eine oder beide sich gegen einander verschieben, und aus Mechanismen zur Aenderung des Winkels zwischen dem Fräser und dem Werkstück beim Wechsel der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des einen oder des anderen dieser Theile.Shifting of the dividing disk takes place. With certain milling machines it can be more convenient be, the angle shift not with the milling carriage, but with the workpiece carrying sled, but it is clear that this structural change or similar deviations can be carried out without affecting the concept of the invention , which consists of a workpiece carrier and a milling cutter carrier, one of which or both move against each other, and from mechanisms for changing the Angle between the milling cutter and the workpiece when changing the forward and backward movement one or the other of these parts.

In den beiliegenden Zeichnungen ist:In the accompanying drawings:

Fig. ι eine Seitenansicht einer Kegelradfräsmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung. Fig. Ι a side view of a bevel gear milling machine according to the present invention.

Fig. 2 ist eine Ansicht der Theilscheibenmechanismen. Figure 2 is a view of the dividing disk mechanisms.

Fig. 3 ist eine Ansicht der Maschine von oben.Figure 3 is a top view of the machine.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 inFig. 4 is a section on line 4-4 in

Fig- 5·Fig- 5

Fig. 5 ist ein Längsschnitt.Fig. 5 is a longitudinal section.

Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 5. .Fig. 6 is a section along line 6-6 in Fig. 5..

Fig. 7 ist eine Endansicht.Figure 7 is an end view.

Der Werkstückträger besteht nach Fig. 1 und 2 aus einer Spindel 1, die in Lagern eines Spindelkastens 2 sich dreht, der auf dem Grundbrett 3 der Maschine aufgesetzt ist. Das Werkstück 4 kann in bekannter Weise mit der Spindel verbunden werden, beispielsweise mittelst eines Domes 5, der durch die Spindel hindurchreicht und am hinteren Ende mit einem mit Innengewinde versehenen Handrade 6 versehen ist, um das Werkstück gegen den Kopf der Spindel anzupressen. Die Spindel wird getheilt durch die auf ihr sitzende Scheibe 7, die durch eine auf dem Arm 9 befindliche Klinke 8 um je eine Theilung gedreht werden kann. Der Arm 9, der lose auf der Spindel sich drehen kann, ist mit Zähnen 10 ausgerüstet, die von einem Zahnkranz 11 auf dem Ende eines Hebels 12, der bei 13 seinen Drehpunkt hat, gedreht werden. Der Hebel wird an eine Daumenscheibe 14 auf der Welle 1 5 mit Hülfe einer Feder 16 angedrückt, so dafs, wenn die Welle 15 sich dreht, die Daumenscheibe den Hebel hin- und herbewegt, folglich auch die Schaltklinke 8 bethätigt und daher die Werkstückspindel ■ um je eine Theilung vorschiebt. Eine Feder 17 hält die Klinke 8 stets im Eingriff mit dem Schaltrade 7. Nach jeder Theildrehung wird die Spindel in ihrer Lage erhalten mittelst eines Sperrriegels 18, dessen oberer Zahn in die entsprechende Theilnuth mittelst der Feder 19 hineingedrückt wird. Der Riegel wird zur rechten Zeit bei der Schaltung der Theilscheibe zurückgezogen mit Hülfe einer Daumenscheibe 20, die auf der Welle 15 sitzt und auf die Nase 21 am unteren Ende des Riegels einwirkt. Die Welle 15 wird durch die Kegelräder 23, 24 von der Hauptwelle 22 aus ununterbrochen gedreht.The workpiece carrier consists of Fig. 1 and 2 of a spindle 1, which is in bearings Spindle box 2 rotates, which is placed on the base board 3 of the machine. The workpiece 4 can be connected to the spindle in a known manner, for example by means of a dome 5, which extends through the spindle and at the rear end with it an internally threaded handwheel 6 is provided to the workpiece against the To press the head of the spindle. The spindle is divided by the one sitting on it Disc 7 which is rotated by a pitch by a pawl 8 on the arm 9 can be. The arm 9, which can rotate loosely on the spindle, is with teeth 10 equipped by a ring gear 11 on the end of a lever 12, which is at 13 his Pivot point has to be rotated. The lever is attached to a thumb washer 14 on shaft 1 5 pressed with the aid of a spring 16, so that when the shaft 15 rotates, the thumb disk moves the lever back and forth, consequently also actuates the pawl 8 and therefore the workpiece spindle ■ advances one division at a time. A spring 17 holds the pawl 8 always in engagement with the ratchet 7. After each partial rotation the spindle becomes in its The position is obtained by means of a locking bolt 18, the upper tooth of which is in the corresponding part by means of the spring 19 is pressed in. The latch will be at the right time the circuit of the dividing disk withdrawn with the aid of a thumb disk 20, which is on the Shaft 15 is seated and on the nose 21 on acts at the lower end of the bolt. The shaft 15 is through the bevel gears 23, 24 of the Main shaft 22 rotated off continuously.

Der Fräser 25 ist auf einer Welle 26 aufgesetzt, die, in den Lagern eines Schlittens 27 (Fig. 6) laufend, mittelst eines Schraubenradgetriebes 29, 30 angetrieben wird. Das Schraubenrad 30 sitzt auf einer kurzen Welle 31, die in Lagern 32 seitlich an dem Schlitten läuft. Die Welle ist mittelst eines Universalgelenks 33 mit der Welle 34 verbunden, deren anderes Ende ebenfalls mittelst eines Universalgelenks 35 von der Welle 36 angetrieben wird, die in einer Führung 37 des Gestells 3 gleitet. Die Welle 36 empfängt ihre Drehung durch das Schneckenradgetriebe 38, 39, das auf der Querwelle 40 (Fig. 7) sich befindet. Infolge dieser Anordnung wird die Fräserweüe in ununterbrochener Drehung trotz der Verschiebungen des Fräserschlittens erhalten.The milling cutter 25 is placed on a shaft 26 which, in the bearings of a slide 27 (Fig. 6) is continuously driven by means of a helical gear 29, 30. The helical gear 30 sits on a short shaft 31, which is in bearings 32 on the side of the slide runs. The shaft is connected to the shaft 34 by means of a universal joint 33 the other end is also driven by the shaft 36 by means of a universal joint 35 which slides in a guide 37 of the frame 3. The shaft 36 receives its rotation by the worm gear 38, 39, which is located on the transverse shaft 40 (Fig. 7). As a result of this arrangement, the milling cutter turns continuously in spite of the displacements of the milling carriage.

Die Führung 28, auf welcher der Fräserschlitten sich verschiebt, befindet sich auf einem Bett 41, das auf dem Rahmen 3 schwingt. Dieses Bett besitzt einen nach unten gerichteten Zapfen 42, der in einem runden Ausschnitt 43 des Rahmens 3 sich dreht und behufs Durchtritts der Welle 22, zum Theil weggeschnitten ist. Das Bett 41 wird um diesen Zapfen gedreht, sobald der Fräserschlitten am Ende seines Weges in der einen oder anderen Richtung angekommen ist, und zwar mit Hülfe eines hin - und hergehenden Schlittens 44 (Fig. 6), der mit einem zwischen zwei Lappen 46 und 47 des Bettes 41 befindlichen Oehr 45 versehen ist. Stellschrauben 48 und 49 in den Lappen 46 und 47 bilden die Anschläge für das Oehr 45; bei Einstellung dieser Schrauben kann der todte Gang zwischen dem Schlitten und dem Bett gerichtet und auf diese Weise die Verschiebung des Bettes nach Erfordern geregelt werden. Der Schlitten 44 wird auf den beiden Zapfen 50 geführt, die aus dem Maschinengestell 3 vorstehen und durch Schlitze 51 in dem Schlitten hindurchreichen. Der Schlitten wird zur richtigen Zeit nach der einen und dann in der anderen Richtung verschoben mittelst zweier unrunder Scheiben 52 und 53, die auf der Hauptwelle sitzen und auf die Rollen 54 und 55 des Schlittens einwirken. Während des Vorlaufs des Fräserschlittens läuft die Rolle 54 auf dem Kreisbogen der unrunden Scheibe 52, und das Bett ist fest zwischen dem Lappen 45 und einer Stellschraube 56 eingespannt, die in einem Knaggen 57 des Gestells sich befindet und an die linke Seite des Bettes anstöfst. Sowie der Fräser das Werkstück passirt hat,The guide 28, on which the milling carriage moves, is located on a Bed 41 that swings on the frame 3. This bed has a downward facing Pin 42, which rotates in a round cutout 43 of the frame 3 and for the purpose of passage of shaft 22, partially cut away is. The bed 41 is rotated around this pin as soon as the cutter carriage is at the end has arrived on his way in one direction or the other, and with help a to-and-fro slide 44 (FIG. 6), which is connected to one between two tabs 46 and 47 of the bed 41 located ear 45 is provided. Set screws 48 and 49 in the tabs 46 and 47 form the stops for the ear 45; when adjusting these screws the dead corridor between the carriage and the bed can be directed and in this way the displacement of the bed after Require to be regulated. The carriage 44 is guided on the two pins 50 which protrude from the machine frame 3 and pass through slots 51 in the carriage. The slide is moved at the right time in one direction and then in the other direction by means of two non-circular ones Discs 52 and 53, which sit on the main shaft and on the rollers 54 and 55 of the Act on the slide. During the advance of the milling carriage, the roller 54 runs on the Arc of the non-circular disc 52, and the bed is fixed between the tabs 45 and an adjusting screw 56 clamped, which is located in a lug 57 of the frame and bump against the left side of the bed. As soon as the cutter has passed the workpiece,

hat auch die unrunde Scheibe 52 die Rolle 54 passirt, und es wirkt jetzt die unrunde Scheibe 53 auf die Rolle 55 ein und schiebt den Schlitten 44 nach rechts in Fig. 6. Infolge dieser Verschiebung schwingt auch das Fräserschlittenbett um seinen Zapfen, und sowie die Rolle 55 die Höhe der unrunden Scheibe 53 erreicht, ist auch das Bett zwischen dem Anschlag 45 und den Stellschraube 58 festgespannt. Während des" Rücklaufs des Schlittens läuft die Rolle 5 5 auf den hohen Rücken der unrunden Scheibe 53 und hält das Schlittenbett fest gegen die Stellschraube 58. Nachdem der Fräser das Werkstück bei seinem Rücklauf passirt hat, wirkt die unrunde Scheibe 52 wieder auf die Rolle 54 und bewegt das Bett gegen die Stellschraube 56.the non-circular disk 52 has also passed the roller 54, and the non-circular disk 53 is now effective on the roller 55 and pushes the carriage 44 to the right in Fig. 6. As a result of this displacement also swings the cutter carriage bed around its pin, and as well as the roller 55 die Reached the height of the non-circular disk 53, the bed between the stop 45 and the adjusting screw 58 tightened. During the "return movement of the carriage, the roller 5 5 runs on the high back of the non-circular disk 53 and holds the slide bed firmly against the set screw 58. After the milling cutter has passed the workpiece on its return, the non-circular disk 52 acts on the roller 54 again and moves the bed against set screw 56.

Da der gröfsere Theil der zu schneidenden Zahnlücke während des Vorlaufs des Fräsers weggeschnitten wird, so kann der Rücklauf rascher vor sich gehen und aus diesem Grunde hat die unrunde Scheibe 53 einen kürzeren Bogen als die Scheibe 52.Since the greater part of the tooth gap to be cut is made during the advance of the milling cutter is cut away, the return can be faster and for this reason the non-circular disk 53 has a shorter arc than the disk 52.

Der Schlitten wird hin- und herverschoben mittelst einer Curvenscheibe 59 (Fig. 5), die auf der Welle 22 sitzt und mit einer Curvennuth 60 (Fig. 5) versehen ist, in welche eine Rolle 61 eingreift, die von dem Zapfen 62 eines Schiebers 63 gehalten wird. Der Schieber 63 liegt in einer Nuth 64 des Gestells 3, das an beiden Seiten der Scheibe 59 durch einen in dem Bett 41 befindlichen Ausschnitt 65 nach oben reicht (Fig. 4 und 5).The carriage is pushed back and forth by means of a cam disk 59 (FIG. 5), which sits on the shaft 22 and is provided with a Curvennuth 60 (Fig. 5), in which a Roller 61 engages, which is held by the pin 62 of a slide 63. The slider 63 lies in a groove 64 of the frame 3, which on both sides of the disc 59 through a cutout 65 located in the bed 41 extends upwards (FIGS. 4 and 5).

Eine Rolle 66 ist auf einen Zapfen 6y aufgesetzt, der von dem Schieber 63 durch einen Bogenschlitz 68 in dem Fräserschlitten nach oben durchreicht. Sowie sich die Welle dreht, wird der Schieber 63 hin- und herbewegt und bewegt auch den Fräserschlitten ohne Rücksicht auf dessen schwingende Bewegung hin und her. Die Curvennuth 60 ist so beschaffen, dafs der Rücklauf des Schlittens rascher erfolgt als der Vorlauf, weil, wie schon oben bemerkt, der Fräserschnitt beim Rücklauf nicht so viel zu leisten hat wie beim Vorlauf.A roller 66 is placed on a pin 6y which extends upwards from the slide 63 through an arcuate slot 68 in the milling carriage. As the shaft rotates, the slide 63 is reciprocated and also moves the milling carriage back and forth regardless of its oscillating movement. The curve nut 60 is designed in such a way that the return of the slide takes place faster than the advance, because, as already noted above, the milling cut does not have to do as much in the return as in the advance.

Die Welle 22 wird ununterbrochen gedreht mit Hülfe des auf ihr sitzenden Schneckenrades 69, das angetrieben wird durch die auf der Querwelle 40 aufgekeilte Schnecke 70. Diese Querwelle wird durch eineRiemscheibe 71 angetrieben.The shaft 22 is rotated continuously with the aid of the worm wheel seated on it 69, which is driven by the screw 70 keyed on the transverse shaft 40. This cross shaft is driven by a pulley 71.

Während jeder Umdrehung der Welle 22 wird- der Fräser durch das Werkstück hindurchgezogen, um die eine Seite eines Zahnes zu bearbeiten. Darauf wird die Winkelstellung zwischen dem Fräser und dem Werkstück verändert, indem das Fräserschlittenbett um seinen Zapfen schwingt. Nunmehr kehrt der Fräser zurück und schneidet die andere Seite des Zahnes, worauf das Bett in seine erste Lage zurückgeführt wird und jetzt das Werkstück um eine Zahntheilung verdreht wird, um dem wieder vorwärts gehenden Fräser einen neuen Zahn zu bieten. Wenn das Werkstück nach und nach eine ganze Umdrehung ausgeführt hat, so sind die Zähne auf beiden Zähnen bearbeitet, die Maschine wird dann stillgesetzt und ein neues Werkstück wird eingesetzt.During each revolution of the shaft 22 - the milling cutter is pulled through the workpiece, to machine one side of a tooth. The angular position between the milling cutter and the workpiece is then changed, by swinging the cutter carriage bed around its pin. Now the cutter returns back and cut the other side of the tooth, whereupon the bed is in its first position is returned and now the workpiece is rotated by a tooth division to the again to offer advancing cutter a new tooth. When the workpiece after and after one complete revolution, the teeth are machined on both teeth, the machine is then stopped and a new workpiece is inserted.

Sollte die Breite des Fräsers ebenso grofs sein wie die Breite des Zwischenraumes zwischen den Zähnen an ihrer inneren Kante, dann wird die Achse, um welche der Fräserschlitten schwingt, in einer Linie mit der inneren Kante der Zähne liegen; sollte jedoch der Fräser schmaler sein als der Raum zwischen den Zähnen, so mufs die Achsenlinie des Schlittens hinter den Innenkanten der Zähne liegen. Daher ist die Einrichtung getroffen, um die relative Stellung der Schwingungsachse des Schlittens zu dem Werkstück zu verstellen, und dies wird zweckmäfsig durch Einstellung des Spindelsupports geschehen, obgleich auch ebensogut dies durch Einstellung der Schwingungsachse erfolgen kann. Nach der Zeichnung ist der Spindelkasten 2, der die Spindel 1 trägt, auf Führungen des Rahmens 3 verschiebbar und kann entsprechend der relativen Lage des Schwingzapfens 42 eingestellt werden mit Hülfe einer Stellschraube 72, die in einem Knaggen 73 des Spindelkastens 2 gelagert ist und in einer Mutter 74 des Rahmens 3 sich verstellen läfst.The width of the cutter should be as large as the width of the space between the teeth on their inner edge, then becomes the axis around which the cutter carriage swings, lying in line with the inner edge of the teeth; however, the cutter should be narrower than the space between the teeth, the axis line of the slide must be behind the inner edges of the teeth lie. Therefore the device is made to determine the relative position of the axis of oscillation to adjust the carriage to the workpiece, and this is expedient by setting of the spindle support, although this can also be done by adjusting the oscillation axis can be done. According to the drawing, the headstock 2, which is the spindle 1 carries, slidable on guides of the frame 3 and can according to the relative position of the pivot pin 42 can be adjusted with the aid of an adjusting screw 72, which in a Latch 73 of the headstock 2 is mounted and in a nut 74 of the frame 3 itself adjust.

Claims

Patent Claims:

1. A method for milling bevel gears, characterized in that the milling cutter both in advance and in retraction and either the milling cutter or the workpiece slide cuts by one Angle is adjusted after the forward or reverse has ended, for the purpose of the two side surfaces of the bevel gear teeth at to cut only one forward and one reverse run of the milling cutter.

2. Machine for carrying out the method according to claim 1, characterized in that that the carriage 27 carrying the milling cutter 25 moves on a bed 41, the a pin 42 performs the required angular oscillations.

1 sheet of drawings.