DE1131071B

DE1131071B - Tooth flank shaving machine with drive motor on the tool carrier

Info

Publication number: DE1131071B
Application number: DEV15804A
Authority: DE
Inventors: Alfred Glueck
Original assignee: VEB ZAHNSCHNEIDEMASCHINENFABRIK MODUL
Current assignee: VEB ZAHNSCHNEIDEMASCHINENFABRIK MODUL
Priority date: 1959-01-21
Filing date: 1959-01-21
Publication date: 1962-06-07
Also published as: DE1121907B

Description

Zahnflankenschabemaschine mit Antriebsmotor am Werkzeugträger Zusatz zur Patentanmeldung V 158031 b / 49 d (Auslegeschrift 1121907) Die Erfindung betrifft eine Zahnflankenschabemaschine zum Fertigbearbeiten vorgeschnittener Stirn- und Schraubenräder durch ein rad- oder zahnstangenförmiges Schabewerkzeug, bei der die Werkstückachse über der Werkzeugachse angeordnet ist, wobei das Werkzeug seine Aufnahme in einem schwenkbaren Werkzeugträger auf einer höhenverstellbaren Konsole findet, die zwischen zwei Ständern geführt ist, die fest auf einer Grundplatte angeordnet sind und in denen sich axial bewegliche Pinolen zur Aufnahme eines Werkstückdomes befinden, nach Patentanmeldung V 15803 I b / 49d.Tooth flank shaving machine with drive motor on the tool carrier add-on to patent application V 158031 b / 49 d (Auslegeschrift 1121907) The invention relates a tooth flank shaving machine for finishing pre-cut face and Helical gears by a wheel or rack-shaped scraping tool, in which the The workpiece axis is arranged above the tool axis, the tool being its receptacle takes place in a swiveling tool carrier on a height-adjustable console, which is guided between two stands, which are fixedly arranged on a base plate are and in which axially movable quills for receiving a workpiece dome located, according to patent application V 15803 I b / 49d.

Das Werkstück wird bei dieser Maschine vom Schaberad angetrieben, das außer dieser Antriebsbewegung auch noch den Tiefenvorschub und den Längsvorschub zur Verschiebung des Schaberades über die Werkstückbreite ausführt. Dabei wird das Schaberad mit seiner im Schaberadkopf gelagerten Spindel von einem im Ständer untergebrachten Motor über einen Getriebezug, der einige verschiebbare Kegelräder enthält, durch die Konsole angetrieben.With this machine, the workpiece is driven by the scraper wheel, In addition to this drive movement, this also includes the depth feed and the longitudinal feed to move the scraper wheel across the width of the workpiece. It will Scraper wheel with its spindle mounted in the scraper wheel head from a spindle housed in the stand Motor through a gear train that contains some sliding bevel gears powered the console.

Dieser Getriebezug erhöht die Herstellungskosten der Maschine, und es muß für den Antrieb des Schaberades, der an sich nur ein kleines Drehmoment erfordert, ein Motor mit verhältnismäßig hoher Antriebsleistung vorgesehen werden.This gear train increases the manufacturing cost of the machine, and it has to drive the scraper wheel, which in itself only requires a small torque, a motor with a relatively high drive power can be provided.

Wird bei jedem Hub des Schabewerkzeuges seine Drehrichtung umgekehrt, um beide Werkstückflanken zu bearbeiten, so wechselt auch der gesamte Getriebezug seine Drehrichtung; wobei die rotierenden Massen des Getriebezuges verzögert oder beschleunigt werden müssen. Dabei treten Drehstöße auf, die zu einer vorzeitigen Abnutzung verschiedener Getriebeteile führen. Will man diese im Getriebezug auftretenden Drehstöße vermindern, so muß der Antriebsmotor abgebremst werden, was eine Verteuerung der Maschine mit sich bringt.If its direction of rotation is reversed with each stroke of the scraping tool, In order to machine both workpiece flanks, the entire gear train also changes its direction of rotation; the rotating masses of the gear train being decelerated or need to be accelerated. Here, torsional jolts occur that lead to premature Wear of various gear parts. Do you want this occurring in the gear train Reduce rotary shocks, so the drive motor must be braked, which makes it more expensive of the machine.

Bei einer bekannten Maschine, bei welcher das Schaberad über dem Werkstück angeordnet ist und die Antriebsbewegung sowie die Längsdiagonal- oder Quervorschubbewegung ebenfalls vom Schaberad ausgeführt wird, hat man zur Vermeidung des langen Getriebezuges am Schaberadkopf den Antriebsmotor derart angeordnet, daß er das Schaberad direkt antreibt.In a known machine in which the scraper wheel over the workpiece is arranged and the drive movement as well as the longitudinal diagonal or transverse feed movement is also carried out by the scraper wheel, you have to avoid the long gear train the drive motor is arranged on the scraper wheel head in such a way that it drives the scraper wheel directly drives.

Wenn damit eine kurze Getriebeverbindung vom Antriebsmotor zum Schaberad geschaffen worden ist und nur kleine Massen zu beschleunigen oder zu verzögern sind, führt die häufige Umkehr der Drehrichtung des Antriebsmotors noch zu Erwärmungen.If this means a short gear connection from the drive motor to the scraper wheel has been created and only small masses need to be accelerated or decelerated, the frequent reversal of the direction of rotation of the drive motor leads to heating.

Der bei der Bewegungsumkehr entstehende Drehstoß überträgt sich unmittelbar auf das Schaberad und damit auf das Werkstück, wodurch Schwingungen angeregt werden, die das Arbeitsergebnis negativ beeinflussen.The rotary shock that occurs when the movement is reversed is transmitted immediately on the scraper wheel and thus on the workpiece, which stimulates vibrations, that have a negative impact on the work result.

Die allgemein übliche und zu einer wirtschaftlichen Bearbeitung notwendige Stufung der Antriebsdrehzahlen des Schaberades im Bereich der erforderlichen Schnittgeschwindigkeiten läßt sich mit diesem direkten Antrieb nicht ohne weiteres vornehmen.The usual and necessary for an economical processing Graduation of the drive speeds of the scraper wheel in the range of the required cutting speeds cannot easily be done with this direct drive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Zahnflankenschabemaschinen, bei denen das Schaberad von einem Motor angetrieben wird, der in bekannter Weise direkt am Schaberadkopf angeordnet ist, ein Antriebsgetriebe zu schaffen, mit dem mehrere Drehzahlen am Schaberad erreichbar sind, das die vom Antriebsmotor bei dessen Bewegungsumkehr ausgehenden Drehstöße dämpft, also ein weiches Reversieren des Schaberades bewirkt und dessen konstruktiver Aufbau es gestattet, die Wärme, welche der Antriebsmotor infolge häufigen Drehrichtungswechsels erzeugt, abzuführen.The invention is based on the object for tooth flank scraping machines, in which the scraper wheel is driven by a motor in a known manner is arranged directly on the scraper wheel head to create a drive gear with which several speeds can be achieved on the scraper wheel, which the drive motor at its Reversal of movement dampens outgoing rotary shocks, i.e. soft reversing of the scraper wheel causes and its structural design allows the heat that the drive motor generated as a result of frequent changes in the direction of rotation.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in bekannter Weise am schwenkbaren Werkzeugträger ein Antriebsmotor angeordnet ist und sich zwischen dem Antriebsmotor und dem Schaberad ein Schaltgetriebe mit Schneckenantrieb befindet, bei dem die Antriebsschnecke auf der Schneckenwelle bei formschlüssiger radialer Mitnahme zwischen Federn in axialer Richtung beweglich ist, so daß in kurzen Zeitabständen auftretende Beschleunigungen oder Verzögerungen im Getriebezug zwischen Antriebsmotor und Schaberad in unschädlicher Weise nur ein axiales Verschieben der Antriebsschnecke zur Folge haben.According to the invention this is achieved in that in a known manner a drive motor is arranged on the pivotable tool carrier and between the drive motor and the scraper wheel have a gearbox with worm drive, in which the drive worm on the worm shaft with form-fitting radial Driving between springs is movable in the axial direction, so that in short time intervals Accelerations or decelerations occurring in the gear train between the drive motor and Scraper wheel in a harmless way only an axial displacement of the drive worm have as a consequence.

Des weiteren ist der vorzugsweise polumschaltbar ausgebildete Antriebsmotor als Einbaumotor direkt im Schaberadkopf aufgenommen und von einem Gehäuse umgeben, das mit Bohrungen oder Kanälen versehen ist, durch die das für den Schabeprozeß verwendete Kühlmittel geleitet wird, so daß dieses einen Teil der vom Antriebsmotor erzeugten Wärme aufnimmt und von diesem hinwegführt.Furthermore, the drive motor, which is preferably designed to be pole-changing as a built-in motor directly in the scraper head and surrounded by a housing, which is provided with holes or channels through which the scraping process used coolant is passed, so that this is part of the drive motor absorbs generated heat and carries it away.

Die Ausführung des Schaltgetriebes zur Stufung der Drehzahlen des Schaberades läßt verschiedene Möglichkeiten zu. Da im allgemeinen vier Drehzahlen zur Anpassung der Schnittgeschwindigkeit des Schaberades an verschiedene Werkstoffe und Werkstückdurchmesser ausreichen, genügt es, bei Verwendung eines auf zwei Drehzahlen polumschaltbaren Antriebsmotors einmal das Schaberad direkt anzutreiben und einmal ein Vorgelege zwischenzuschalten. Es sind aber auch andere Schaltgetriebe und andere Drehzahlstufen denkbar.The design of the gearbox for grading the speeds of the Scraper wheel allows various possibilities. There are generally four speeds to adapt the cutting speed of the scraper wheel to different materials and workpiece diameter are sufficient, it is sufficient when using one to two speeds Pole-changing drive motor once to drive the scraper wheel directly and once to interpose an intermediate transmission. But there are also other manual transmissions and others Speed levels conceivable.

An Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Motorschabe' kopf, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1. Am Schaberadkopfgehäuse 1 ist ein weiteres Gehäuse 2 befestigt, in das ein polumschaltbarer Einbaumotor 3 aufgenommen wird. Auf der Welle 4 des Einbaumotors 3 befindet sich eine Schnecke 5, die axial beweglich angeordnet ist, indem sie von beiden Seiten durch Federelemente 6 und 7 in axialer Richtung gehalten wird. Die Schnecke 5 greift in ein Schneckenrad 8 ein, das mit einem Zahnrad 9 verbunden ist, wobei beide auf der Schaberadspindel 10 frei drehbar aufgenommen sind. Das Zahnrad 9 besitzt an der einen Stirnseite Kuppelzähne 11. Auf der Schaberadspinde110 ist noch ein weiteres Zahnrad 12 angeordnet und dem Zahnrad 9 mit den Kuppelzähnen 11 gegenüber eine Kupplungshälfte 13 vorgesehen, die axial beweglich, jedoch mit der Schaberadspindel 10 fest verbunden ist.On the basis of a preferred embodiment shown in the drawing is shown schematically, the subject matter of the invention is explained in more detail. It shows Fig. 1 a longitudinal section through the motorized scraper head, Fig. 2 a section according to the line A-B of FIG. 1. On the scraper wheel head housing 1 is another housing 2 attached, in which a pole-changing built-in motor 3 is added. On the Shaft 4 of the built-in motor 3 is a worm 5 which is arranged to be axially movable is by moving from both sides by spring elements 6 and 7 in the axial direction is held. The worm 5 engages in a worm wheel 8 that has a gear 9 is connected, both being received on the scraper wheel spindle 10 so as to be freely rotatable are. The toothed wheel 9 has coupling teeth 11 on one end face. On the scraper wheel spindle 110 Another gear 12 is arranged and the gear 9 with the coupling teeth 11 opposite a coupling half 13 is provided, which is axially movable, but with the scraper wheel spindle 10 is firmly connected.

Parallel zur Schaberadspinde110 ist im Schaberadkopfgehäuse 1 eine Welle 14 angeordnet, auf der sich ein Vorgelege, bestehend aus zwei miteinander fest verbundenen Zahnrädern 15 und 16, befindet, die axial verschoben werden können und auf der Welle 14 frei drehbar sind.Parallel to the scraper wheel spindle 110 in the scraper wheel head housing 1 is a Shaft 14 arranged on which there is a back gear consisting of two with each other Fixed gears 15 and 16 is located, which can be moved axially and are freely rotatable on the shaft 14.

Von einem Schalthebel 17 können die Zahnräder 15 und 16 des Vorgeleges entkuppelt und die Kupplungshälfte 13 mit dem Zahnrad 9 gekuppelt werden oder umgekehrt, da am Schalthebel 17 an der einen Seite der Welle 14 ein Schaltelement 18 angebracht ist, das die Zahnräder 15 und 16 des Vorgeleges, je nach Stellung des Schalthebels 17, in einer bestimmten axialen Lage hält, während das Ende des Schalthebels 17 an der anderen Seite der Welle 14 in die Kupplungshälfte 13 eingreift.From a shift lever 17 , the gears 15 and 16 of the back gear can be decoupled and the coupling half 13 can be coupled to the gear 9 or vice versa, since a switching element 18 is attached to the shift lever 17 on one side of the shaft 14, which the gears 15 and 16 of the The countershaft, depending on the position of the shift lever 17, holds in a certain axial position, while the end of the shift lever 17 engages the coupling half 13 on the other side of the shaft 14.

An einem Ende der Schaberadspinde110 befindet sich das Schaberad 19, das fest mit der Schaberadspindel 10 verbunden ist. Über das Schaberad 19 greift eine Schutzkappe 20, die am Schaberadkopfgehäuse 1 befestigt ist, während ein als Kappe 21 ausgebildetes, abziehbares Gegenlager für die Schaberadspinde110 ebenfalls fest mit dem Schaberadkopfgehäuse 1 in Verbindung steht. In dem am Schaberadkopfgehäuse 1 angebrachten Gehäuse 2 sind Bohrungen 22 vorgesehen, um den Einbaumotor 3 durch das beim Schaben verwendete Kühlmittel zusätzlich zu kühlen.At one end of the scraper wheel spindle 110 is the scraper wheel 19, which is firmly connected to the scraper wheel spindle 10. The scraper wheel 19 engages a protective cap 20 which is attached to the scraper head housing 1, while a as Cap 21 designed, removable counter bearing for the scraper wheel spindle 110 also is firmly connected to the scraper wheel head housing 1. In the one on the scraper head housing 1 attached housing 2 are bores 22 provided to the built-in motor 3 through to additionally cool the coolant used during scraping.

Die Wirkungsweise des Antriebes für den Motorschabekopf ist folgende: Nachdem das Schaberad 19 mit dem Werkstück in Eingriff gebracht und der Einbaumotor 3 eingeschaltet worden ist, läuft die Antriebsbewegung für das Schabemd 19 bei eingeschaltetem Vorgelege 15, 16 und ausgekuppelter Kupplungshälfte 13 (Fig. 1) von der Welle 4 des Einbaumotors 3 über die Schnecke 5, das Schneckenrad 8, das Zahnrad 9; das Zahnrad 15 und 16, das Zahnrad 12 auf die Schaberadspindel 10, die das Schaberad 19 in Drehung versetzt.The mode of operation of the drive for the motorized scraper head is as follows: After the scraper wheel 19 is brought into engagement with the workpiece and the built-in motor 3 has been switched on, the drive movement for the scraper 19 runs when it is switched on Countershaft 15, 16 and the disengaged coupling half 13 (Fig. 1) from the shaft 4 of the built-in motor 3 via the worm 5, the worm wheel 8, the gear wheel 9; the gear 15 and 16, the gear 12 on the scraper wheel spindle 10, which the scraper wheel 19 in rotation offset.

Ist dagegen das Vorgelege 15, 16 ausgeschaltet und die Kupplungshälfte 13 mit dem Zahnrad 9 verbunden, so ergibt sich für das Schaberad 19 eine andere Drehzahl, und der Antrieb erfolgt vom Einbaumotor 3 über seine Welle 4, die Schnecke 5, das Schneckenrad 8, das Zahnrad 9, die Kupplungshälfte 13 auf die Schaberadspindel 10, die das Schabemd 19 bewegt.If, however, the countershaft 15, 16 is switched off and the clutch half 13 connected to the gear 9, the result for the scraper 19 is a different one Speed, and the drive takes place from the built-in motor 3 via its shaft 4, the worm 5, the worm wheel 8, the gear wheel 9, the coupling half 13 on the scraper wheel spindle 10 that moves the scraping shirt 19.

Durch Verwendung eines polumschaltbaren Einbaumotors 3 lassen sich die erläuterten, durch die Getriebeanordnung gegebenen zwei verschiedenen Drehzahlen auf vier erhöhen, die in der Praxis für das Schaben ausreichen.By using a pole-changing built-in motor 3, the explained, given by the gear arrangement, two different speeds increase to four, which in practice is sufficient for scraping.

Soll nun bei jedem Hub des Werkzeuges die Drehrichtung desselben umgekehrt werden, um eine gleichmäßige Spanabnahme an jeder Flanke des Werkstückes zu erreichen, so muß auch die Drehrichtung des Einbaumotors 3 und des gesamten Getriebezuges geändert werden. Auf Grund der Trägheit der Getriebeelemente haben diese dabei das Bestreben, sich in der bisherigen Drehrichtung weiterzubewegen, so daß die Schnecke 5 sich gegen den Druck des Federelementes 6 aus dem Schneckenrad 8 in axialer Richtung herausdrehen will. Die Schnecke 5 kommt dabei jedoch nicht außer Eingriff, da nach kurzer Zeit durch die Wechselbeziehung zwischen der Kraft des Federelementes 6 und der verharrenden Masse der Getriebeelemente Gleichgewicht hergestellt wird und dann der Getriebezug sich in der anderen Richtung zu drehen beginnt.Should the direction of rotation of the tool be reversed with each stroke of the tool in order to achieve an even chip removal on each flank of the workpiece, the direction of rotation of the built-in motor 3 and the entire gear train must also be changed will. Due to the inertia of the gear elements, they strive to move on in the previous direction of rotation, so that the worm 5 against the pressure of the spring element 6 from the worm wheel 8 in the axial direction want to turn out. The worm 5 does not come out of engagement because after a short time by the interrelationship between the force of the spring element 6 and the remaining mass of the gear elements equilibrium is established and then the gear train starts rotating in the other direction.

Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Einschalten des Einbaumotors 3, auch hierbei versucht die Schnecke 5 gegen den Druck des Federelementes 7 axial auszuweichen.The situation is similar when the built-in motor is switched on 3, here too, the worm 5 tries axially against the pressure of the spring element 7 to evade.

Treten beim Schaben von seiten des Schaberades 19 Stöße auf, so werden diese ebenfalls durch die Schnecke 5 aufgenommen und durch die selbsthemmende Eigenschaft des Schneckengetriebes 5, 8 in eine axiale Bewegung der Schnecke 5 umgewandelt und so vom Einbaumotor 3 ferngehalten.If 19 shocks occur when scraping on the part of the scraper wheel, then this also taken up by the screw 5 and by the self-locking property of the worm gear 5, 8 converted into an axial movement of the worm 5 and so kept away from the built-in motor 3.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Tooth flank shaving machine for finishing pre-cut spur and helical gears by a wheel or rack-shaped Scraping tool in which the workpiece axis is arranged above the tool axis and the tool is accommodated in a pivotable tool carrier on a height-adjustable one Console takes place, which is guided between two uprights, which are fixed on a base plate are arranged and in which are axially movable Quills for Receiving the workpiece mandrel are, according to patent application V 15803 I b / 49d, thereby characterized in that a drive motor is provided in a known manner on the pivotable tool carrier (1) (3) is arranged and located between the drive motor (3) and the scraper wheel (19) a gearbox (9, 11, 12, 13, 15, 16) with a worm drive (5, 8) is located, in which the drive worm (5) on the worm shaft (4) with positive, radial entrainment mounted movably in the axial direction between springs (6, 7) is.

2. tooth flank scraping machine according to claim 1, characterized in that the Drive motor added as a built-in motor (3) in a housing (2) on the tool carrier (1) is, which has channels or bores (22) with a coolant line in Connected.

3. tooth flank shaving machine according to claim 1 and 2, characterized in that that the channels or bores (22) with a coolant line for cooling the Workpiece and tool are in connection during the scraping process. In References considered: U.S. Patent No. 2,598,431.