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Maschine zum Fertigbearbeiten von Zahnrädern mittels Schabräder od.
dgl. mit zusätzlichem Antrieb der Spindel für den Tiefenvorschub Um bei der Herstellung
von Zahnrädern einen hohen Genauigkeitsgrad zu erreichen, ist es bekannt, die Fertigbearbeitung
mit Werkzeugen, insbesondere Schabrädern, vorzunehmen, die sich im Eingriff mit
den Werkstücken befinden. Hierbei bedient man sich der Hilfe von Maschinen, bei
denen sich die Achsen von Werkstück und Werkzeug schräg kreuzen und bei denen Werkstück
und Werkzeug in parallelen Eber nen relativ zueinander hin- und herbewegt werden,
wobei eine senkrecht zu den Achsen von Werkstück und Werkzeug angeordnete Spindel
für einen Tiefenvorschub (Zustellung) vorgesehen ist, die einen besonderen Antrieb
aufweist.
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Die Betriebsbedingungen der fertigen Zahnräder erfordern vielfach
die Zahnflanken in ihrer Längsrichtung ballig oder konisch zu gestalten oder nach
den Enden hin zu verjüngen oder zu brechen. Es sind bereits verschiedene Vorschläge
gemacht worden, um diese Ausbildung der Zahnflanken auf den erwähnten Maschinen
vornehmen zu können. Im allgemeinen geht man so vor, daß man während des Hin- und
Herganges des Werkstückes die Entfernung zwischen den Achsen des Werkzeuges und
des Werkstückes verändert. Werden beispielsweise die Achsen näher aneinandergebracht,
wenn das Werkzeug die Enden der Zähne des Werkstückes bearbeitet, so wird an den
Enden mehr Metall abgenommen, woraus sich ein Verjüngen der Enden in der gewünschten
Weise ergibt.
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Bei Maschinen mit einem waagerecht bewegbaren, das Werkzeug tragenden
Schlitten und einem zur Aufnahme des Werkstückes bestimmten, senkrecht bewegbaren
Schlitten erfolgt die Zustellung mit Hilfe eines Umfangsnockens, welcher die erwähnte
Zusatzbewegung des. Werkstückschlittens bewirkt. Dieser Nocken wird in zeitlicher
Beziehung zu der dem Werkzeugschlitten zugeordneten Kurbelwelle im Übersetzungsverhältnis
von 1:1 in Umdrehung versetzt, d. h. mit anderen Worten, der Nocken hat sich einmal
gedreht, wenn das Werkzeug einen Hin- und Hergang ausgeführt hat. Der Nocken ist
daher - abgesehen von der Formabweichung für das Balligschaben - im wesentlichen
zylindrisch ausgebildet. Er stellt für jeden Hin- und Hergang immer um den gleichen
Betrag, entsprechend der Differenz seines kleinsten und größten Radius, zu. Ein
selbsttätiger gleichförmiger Tiefenvorschub ist nicht vorgesehen. Der Werkstückschlitten
kann von Hand mit Hilfe einer Mutter auf Tiefe zugestellt werden.
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Bei Maschinen mit einem hin- und hergehenden waagerechten Support
und einem während des Betriebes stillstehenden Werkzeugkopf ist es üblich, entweder
den Werkzeugtisch mit elektrischen oder mechanischen Mitteln in Abhängigkeit von
dem Hin-und Hergang zu heben bzw. zu senken oder aber den Support auf einer Plattform
anzuordnen, die um einen horizontalen, in der Mitte der Plattform ge-
lagerten
Drehzapfen geschwenkt werden kann. Die Schwenkbewegung des Aufspanntisches erfolgt
hierbei mittels einer verstellbaren Führungskulisse, in. die eine Führungsrolle
oder ein Führungsstein des Schwenktisches eingreift.
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Die bekannten Maschinen der vorbeschriebenen Gattung weisen das Merkmal
auf, daß je nach dem gewünschten Grad der Balligkeit bzw. der Ausbildung der Zahnflanken
der herzustellenden Zahnräder entweder verschieden gestaltete Kurvenscheiben, Führungsstücke
od. de. gefertigt und bereitgehalten werden müssen oder aber die Stabilität der
Maschine durch das Schwenken des Aufspanntisches um einen Zapfen empfindlich leidet.
Zur Vermeidung des geschilderten Zustandes wird nunmehr eine Maschine zum Fertigbearbeiten
von Zahnrädern mittels Schabzahnrädern od. dgl. der eingangs näher definierten Gattung
vorgeschlagen, bei der erfindungsgemäß der Spindel für die Zustellung mittels eines
eigenen, von dem Tiefenvorschub verschiedenen Antriebs eine zusätzliche, im gleichen
Sinne wirkende Bewegung überlagert wird.
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In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung erfolgt der
Antrieb für die zusätzliche Vorschubbewegung über einen Hebel, dessen den Antriebsmitteln
für die Bewegung zugekehrtes Ende an einem zweiarmigen Hebel gelenkig gelagert ist,
wobei der zweiarmige Hebel einerseits unter dem Einfluß der für die Vorschubbewegung
(Zustellung) vorgesehenen
Mittel und andererseits unter dem Einfluß
eines in Abhängigkeit vom Hin und Hergang des Werkzeuges bzw. Werkstückes angetriebenen
und verstellbaren Kurbeltriebes steht.
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Der Tiefenvorschub wird somit von einer Vorschubspindel erzeugt, die
auch gleichzeitig eine Zusatzbewegung zum Balligschaben ausführt. Die Vorschubspindel
wird aber von. getrennten Antriebsmitteln bewegt, und zwar einmal vom Antrieb für
den Tiefenvorschub und zum anderen von den Antriebselementen für das Balligschaben.
Es wird zum Balligschaben also nicht gekippt, sondern eine der beiden Achsen des
Werkstückes bzw. des Werkzeuges wird parallel zu sich selbst verschoben, d. h. der
anderen Achse genähert.
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Der verstellbare Kurbeltrieb ermöglicht die Herstellung jeder gewünschten
Form der Balligkeit, ohne daß es hierzu des Austausches von Maschinenteilen bedarf.
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Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert, in denen ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die
Maschine, Fig. 2 einen Längsschnitt in Richtung A -A der Fig. 1 und Fig.
3 eine schematische Darstellung des Kurbeltriebes.
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In dem oberen Teil 1 des Maschinengestells ist ein Werkzeugkopf 2
angeordnet, der in einer Schlittenführung 3 vertikal verschiebbar ist. Der Werkzeugkopf
steht über eine Kette 4 und eine Umlenkrolle 5 unter der Wirkung eines Federpakets
6. In dem Werkzeugkopf ist eine waagerechte Welle 7 gelagert, auf der das umlaufende
Schabwerkzeug 8 sitzt. Das Schabwerkzeug wird durch einen Elektromotor 9 über einen
Keilriemen 10 und ein Zahnradgetriebe 11 beliebiger Bauart angetrieben. Um die Schräge
der Werkzeugachse gegenüber der Werkstückachse verstellen zu können, ist der Werkzeugkopf
2 zweiteilig ausgebildet, wobei der untere Teil 12, der sich über eine Gleitführung
13 auf dem oberen Teil 14 abstützt, gedreht werden kann. Die Drehung erfolgt hierbei
durch die in der Fig. 2 dargestellte Schnecke 15. In dem Werkzeugkopf ist eine axiale
Spindel 16 angeordnet, an deren oberem Ende ein Hebel 17 angreift, der in
einer Konsole 18 des Maschinengestells gelagert ist. Der Werkzeugkopf ist in seiner
Höhenlage verstellbar. Aus diesem Grunde ist das obere Ende der Spindel 16 mit einem
Gewinde 19 versehen, das in eine Hülsenmutter 20 eingreift. Wird die Spindel gedreht,
so hebt bzw. senkt sich der an der Spindel befestigte- Werkzeugkopf gegenüber der
an dem Hebel 17 angreifenden Hülsenmutter 20. Die Drehung der Spindel 16 kann über
einen Kettentrieb 21 und einen Winkeltrieb 22 durch ein nicht dargestelltes Handrad
erfolgen.
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Unterhalb des Werkzeugkopfes befindet sich der Werktisch 23 mit dem
Spindelstock 24 und dem Reitstock 25. Den Hin- und Hergang des in einer Schwal benschwanzführung
26 gelagerten Werktisches 23 bewirkt ein Elektromotor 27 über an und für sich bekannte
Getriebeelemente 28, 29 und 30. Der Werktisch kann zwecks Einstellung ebenfalls
um die vertikale Achse mit Hilfe eines Schneckengetriebes 31 gedreht werden.
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Gemäß Fig. 3 führt von dem Getriebe 28 eine Welle 32 zu einem Stirnradgetriebe
33, das mit einer Kurbel 34 oder einem Exzenter ausgestattet ist. Die Kurbel 34,
die auf ihrer Antriebsachse bzw. dem zugeordneten Zahnrad verstellt werden kann,
greift an einer Verbindungsstange 35 an, die ihrerseits mit einem Kipphebe136 in
Verbindung steht. Die Angriffspunkte der Kurbel an der Verbindungsstange bzw. der
Verbindungsstange an dem Kipphebel sind ebenfalls verstellbar. Für diese Verstellbarkeit
ist die Verbindungsstange beispielsweise mit Schlitzen 37 hzw. 38 ausgestattet.
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Wie insbesondere in Fig, 1 zu erkennen ist, greift der Kipphebel 36
mit einer Rolle 39 an der Gleitfläche 40 des vertikalen Armes eines Winkelhebels
41.
an. Der horizontale Arm des Winkelhebels 41 ist einerseits mit dem Hebel
17 durch einen Drehzapfen 42 gelenkig verbunden und liegt andererseits unter Zwischenschaltung
einer Druckrolle 43 unter dem Einfluß einer Kurvenscheibe oder eines Nockens 44,
die bzw. der von einem Motor 45 angetrieben wird.
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Die Kurvenscheibe ist so ausgebildet, daß sie während einer Umdrehung
den Werkzeugkopf über den horizontalen Arm des Winkelhebels 41, den Hebel 17 und
die Spindel 16 entgegen der Wirkung des Federpakets 6 vorschiebt und nach Beendigung
der Zahnradbearbeitung zurücknimmt. Damit der Winkelhebel 41 bei dieser Bewegung
nicht ausknicken kann, wird er durch eine an seinem senkrechten Arm angreifende
Zugfeder 46 an eine Rolle 47 gedrückt, die im Maschinengestell gelagert ist.
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Die Vorschubbewegung wird nunmehr über das Kurbelgetriebe von einer
zusätzlichen Bewegung überlagert, was an Hand der Fig. 3 näher erläutert sei. Bei
der in der schematischen Darstellung gozeigten Lage des Kurbeltriebes befindet sich
das Werkzeug 8 in der Mitte des zu bearbeitenden Zahnrades. Wird der Werktisch so
verschoben, daß das Werkzeug sich einem Ende des Zahnrades nähert, so bewirken die
Getriebeelemente 28, 32 und. 33 ein Schwenken der Kurbel 34. Hierbei wird gleichzeitig
die Verbindungsstange 35 angezogen, und der Kipphebel 36 drückt den Winkelhebel
41 aus seiner Ruhelage. Gleichzeitig wird der Hebel 17 an der Anlenkstelle 42 angehoben
und der Werkzeugkopf 2 mit dem Werkzeug 8 dem Werkstück genähert, wodurch an dem
entsprechenden Ende mehr Metall abgenommen wird.
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Während eines Hin- und Herganges des Werktisches schwingt die Kurbel
34 zwischen den Positionen 48 und 49, und das Werkzeug 8 bewegt sich dementsprechend
bei konstantem Vorschub bogenförmig, wodurch die Balligkeit der zu bearbeitenden
Zahnradflanken in ihrer Längsrichtung bewirkt wird. Die verschiedenen gewünschten
Balligkeits- bzw. Konizitätsgrade der Zanhflanken können durch einfaches Verstellen
der Kurbel 34 und der Angriffspunkte des Kipphebels 36 bzw. der Kurbel 34 an der
Verbindungsstange 35 erzielt werden. Bei einer Bewegung der Kurbel zwischen den
Stellungen 48 und 49 ergibt sich beispielsweise eine schwächere, bei einer Bewegung
zwischen den Stellungen 50 und 51 eine stärkere Balligkeit.
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Auf der erfindungsgemäßen Maschine können nicht nur Zahnräder mit
balligen bzw. konischen, sondern auch solche mit geraden Zahnflanken bearbeitet
werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, das Kurbelgetriebe abzuschalten.
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Durch entsprechende Verlängerung der Kurbelstange 35 kann auch bewirkt
werden, daß sich der Kipphebel 36 zeitweise vom Winkelhebel 41 abhebt,
so
daß während dieser Zeit die Zusatzbewegung für das Balligschaben unterbrochen wird.
Dies ist dann. erwünscht, wenn nur die Zahnenden eine Verjüngung erhalten sollen,
während der Mittelteil dei Zahnbreite gerade bleibt.