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Vorrichtung zur Bearbeitung der Verzahnung an einem Segment eines
Zahnkranzes mit großem Durchmesser Die Erfindung betrifft eine vorstehend genannte
Vorrichtung auf einer Verzahnungsmaschine, die einen Drehtisch und mindestens ein
Bearbeitungswerkzeug aufweist.
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Die üblichen Verzahnungsmaschinen sind auf größte Zahnraddurchmesser
von etwa 5 m begrenzt. Die Herstellung besonderer Verzahnungsmaschinen für noch
größere Zahnraddurchmesser würde im Hinblick auf die verhältnismäßig seltene Anwendung
größerer Raddurchmesser unwirtschaftlich sein, da solche großen Maschinen für die
gewöhnlich anfallenden kleineren Zahnraddurchmesser nicht mehr geeignet sind. Zahnkränze
von mehr als 5 m Durchmesser werden in der Regel aus einer Anzahl von Zahnsegmenten
zusammengesetzt, die man bisher je Zahnsegment getrennt bearbeitet und anschließend
zu dem Zahnkranz zusammengesetzt hat.
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Trotz einer solchen getrennten Bearbeitung der einzelnen Zahnsegmente
kann man diese Segmente auf den bisher gebräuchlichen Verzahnungsmaschinen deshalb
nicht bearbeiten, weil das zu bearbeitende Werkstück - bzw. das Zahnsegment - zu
seiner Bearbeitung auf der Maschine stets um die Achse des fertigen Zahnkranzes
schwenkbar aufgenommen werden muß. Wollte man die für die Einwirkung des Bearbeitungswerkzeuges
auf das Werkstück erforderlichen Schwenkbewegungen mit den üblichen Verzahnungsmaschinen
vornehmen, so müßten diese in ihrer Größe dem jeweiligen Zahnkranzdurchmesser entsprechen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher üblichen Verzahnungsmaschinen
für Zahnkränze, die einen Drehtisch für den Zahnkranz aufweisen, durch eine Vorrichtung
so zu vervollkommnen, daß sie trotz der vorbekannten Mängel auch zur Bearbeitung
von Zahnkränzen größerer Durchmesser verwendbar sind.
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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
eingangs genannte Vorrichtung eine auf dem Tragteil des Drehtisches befestigbare
Aufnahmeplatte, einen zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Teiles des Zahnkranzes
dienenden Tragarm und ein mit seiner Achse parallel zur Drehachse des Drehtisches
verlaufendes, aus einem Lagerzapfen und einer darauf ver.drehbar gelagerten Lagerhülse
bestehendes, zwischen der Aufnahmeplatte und dem Tragarm angeordhetes Lager aufweist,
wobei einerseits der Ab, stand zwischen dem Lager und der Drehachse des Drehtisches
veränderbar und auch der Tragarm gegen über dem Lager verschiebbar und anderseits
das Lager an der Aufnahmeplatte sowie die Lagerhülse am Tragarm festlegbar ist.
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Ausgestaltungen der Erfindung betreffen bevorzugte konstruktive Einzelheiten
der Aufnahmeplatte und des Antriebs für die Tragarmschwenkungen in Abhängigkeit
von der Einwirkung des Bearbeitungswerkzeuges auf das Werkstück.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an. einem Beispiel veranschaulicht;
es zeigt F ig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer Verzahnungsmaschine
im Grundriß, Fig. 2 die Vorrichtung nebst Verzahnungsmaschine gemäß Fig. 1 in einem
senkrechten Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
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Die dargestellte Verzahnungsmaschine, auf der die Vorrichtung angebracht
ist, besteht im wesentlichen aus einem Maschinenbett 1, einem darauf längsverschiebbar
gelagerten Schlitten 2, einem auf dem Schlitten 2 vierdrehbar gelagerten Drehtsich
3 und einem Werkzeugkopf 4, der in der Nähe des Drehtisches 3 angeordnet ist und
mit seinem Werkzeug 28 zur Herstellung einer Innen- oder Außenverzahnung eines auf
dem Drehtisch festgelegten Zahnrades oder Zahnkranzes dient.
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Die Vorrichtung weist eine Aufnahmeplatte 5 auf, die auf dem Schlitten
2 der Verzahnungsmaschine festgelegt ist und den Drehtisch 3 umgibt. Oberhalb der
Aufnahmeplatte 5 ist weiterhin ein Tragarm 6 der Vorrichtung vorgesehen, der zur
Aufnahme des Zahnkranzes bzw. eines Zahnsegmentes 7 dieses Zahnkranzes dient, dessen
Zähne 8 vom Werkzeugkopf 4 hergestellt werden sollen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel
stellt das Werkzeug 28 am Zahnsegment
7 eine Außenverzahnung her,
obgleich vom Werkzeugkopf 4 her eberisö - auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
- eine Innenverzahnung hergestellt werden könnte.
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Der Tragarm 6 ist in" der Nähe seines dem Zahnsegment 7 abgelegenen
Endes- mit einer Lagerhülse 9 verbunden, die mittels innerer Wälzlager 11 auf einem
Zapfen 10 gelagert ist, dessen Achse parallel zur- Achse des Dxehtisches 3 verläuft.
Wie insbesondere aus Fig.2 hervorgeht,_durchsetzt die Lagerhülse 9 den Tragarm 6
an .der Stelle eines in Längsrichtung des Tragarmes "verlaufenden Schlitzes 12 und
weist an ihrem freien Ende Führungsansätze 13 auf, die in beiderseits des Längsschlitzes
12 vorgesehenen Gleitführungen 14 verschiebbar geführt und feststellbar sind.
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Der Zapfen 10 geht unterhalb der Lagerhülse 9 in eine Grundplatte
15 über, ° die ihrerseits auf einer Führungsschiene 16 der Aufnahmeplatte 5 verschiebbar
und feststellbar geführt ist. Die Führungsschiene 16 ist geradlinig und verläuft
in einer radialen Richtung zur Drehachse des Drehtisches 3.
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Zur Vorrichtung gehört weiterhin ein höhenverstellbarer Stützblock
17 reit einem gegenüber dem Unterteil höhenverstellbaren Kopfteil 18, der
zur Abstützung des den Zapfen 10 tragenden Teiles der Aufnahmeplatte 5 dient. Außerdem
ist am Tragarm 6 an der Auflagestelle des Zahnsegmentes 7 ein weiterer Stützteil
19 vorgesehen; der auf dem Maschinenbett 1 auf den zur Führung: des Schlittens 2
dienenden Führungsschienen aufgestellt ist. Der Stützteil 19
trägt an seiner
Oberseite eine Anzahl Lagerböcke 20 mit je einer Stützrolle21,. wobei die Achsen
der Stützrollen horizontal und zugleich etwa radial zu dem in einer etwa mittleren
Einstellung befindlichen Gelenkzapfen 10 verlaufen. Der auf den Stützrollen 21 aufruhende
Tragarm 6 kann also ohne weiteres um einen kleinen, zur Zahnherstellung ausreichenden
Winkel hin und her geschwenkt werden, ohne dabei seine genau horizontale Läge zu
verändern.
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Die beschriebene Führung der Lagerhülse 9 im Längsschlitz 12 des Tragarmes
6 sowie des Zapfens 10 auf der Führungsschiene 16 ermöglicht weiterhin, daß der
Abstand der Verzahnung des Zahnsegmentes 7 von der Achse des Zapfens 10 stets so
eingestellt werden kann, - daß die Achse des Zapfens 10 genau mit der Drehachse
des fertigen Zahnkranzes zusammenfällt.
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Schließlich kann auch noch die Aufnahmeplatte 5 mitsamt dem Schlitten
2 der Verzahnungsmaschine von dem Maschinenbett 1 im Sinne einer mehr oder weniger
großen Annäherung an den Werkzeugkopf 4 der Verzahnungsmaschine verschoben werden,
falls dieses zur richtigen Einstellung des Abstandes zwischen Verzahnung 8 des Zahnsegmentes
7 und Achse des Zapfens 10 wünschenswert sein sollte.
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Zur beschriebenen Vorrichtung gehört schließlich noch eine Antriebsvorrichtung,
um den Tragarm synchron zu den Bewegungen des Bearbeitungswerkzeuges 28 vom Drehtisch
3 her hin und her schwenken zu können. DieseAntriebsvorrichtung besteht im wesentlichen
aus zwei Zahnrädern 22, 23, von denen das eine, 22, auf dem Drehtisch 3 - axial
zu diesem -und das Zahnrad 23 auf der Lagerhülse 9 - ebenfalls axial - gelagert
ist. Beide Zahnräder 22, 23 sind gleich groß und weisen dieselbeVerzahnung auf,
d. h., sie haben einen gleichen. Teilkreisdurchmesser und eine gleiche Anzahl Zähne.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die beiden Zahnräder 22, 23 in parallel
zueinander versetzten Ebenen angeordnet und können somit nicht in unmittelbarem
Eingriff miteinander stehen. Für die Antriebsverbindung sorgen zwei Zwischenritzel24,
die je auf einem Lagerzapfen 25 verdrehbar gelagert sind, während die Lagerzapfen
25 tragenden Supporte 26 mittels entsprechender Führungsansätze in Gleitbahnen 27
der Aufnahmeplatte 5 verschiebbar und feststellbar geführt sind. Die Gleitbahnen
27 befinden sich - wie aus Fig.1 hervorgeht - auf einem konzentrisch zur Drehachse
des Drehtisches 3 verlaufenden Kreisbogen. Infolgedessen bleibt der Abstand der
Drehachse der Zwischenritzel 24 unabhängig von deren Einstellung stets auf ein und
demselben Kreisbogen um das Zahnrad 22, der den richtigen Eingriff der Zwischenritzel
24 mit der Verzahnung des Zahnrades 22 sicherstellt.
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Die Zwischenritze124 sind genügend lang, damit sie zugleich mit den
beiden Zahnrädern 22, 23 im Eingriff stehen können. Die beiden Zahnräder 22, 23
weisen vorzugsweise eine Schrägverzahnung auf, während die Ritzel24 eine nach Art
einer Pfeilverzahnung ausgeführte Verzahnung besitzen. Der untere Zweig dieser Pfeilverzahnung
steht im Eingriff mit der Schrägverzahnung des Zahnrades 22, während der obere Zweig
mit der Schrägverzahnung des Zahnrades 23 im Eigriff steht.
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Durch die Anordnung der Zwischenritze124 bleibt die Drehrichtung der
beiden Zahnräder 22 und 23 stets gleichsinnig, und durch die gleiche Ausführung
beider Zahnräder bleibt auch die Drehgeschwindigkeit beider Zahnräder stets gleich
groß.
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Mit Hilfe der Gleitbahnen 27 können die Zwischenritzel 24 auch so
eingestellt werden, daß sie unabhängig von der Größe des Abstandes zwischen den
Drehachsen des Drehtisches 3 und des Gelenkzapfens 10 jederzeit im richtigen Eingriff
mit den beiden Zahnrädern 22 und 23 stehen. Die beschriebene Zusatzvorrichtung ermöglicht
also in Verbindung mit einer üblichen Verzahnungsmaschine die Zahnherstellung an
Zahnsegmenten wesentlich größeren Zahnkranzdurchmessers, als dies mit der Verzahnungsmaschine
selbst möglich wäre.