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Hydraulisches Getriebe für Zahnradstoßmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf ein hydraulisches Getriebe für Zahnradstoßmaschinen, bei welchem das Stoßwerkzeug
von einem hydraulischen Motor hin und her angetrieben wird.
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Es ist bereits ein hydraulisches Getriebe für Stoßmaschinen, insbesondere
für Mehrstößelzahnradstoßmaschinen nach dem Abwälzverfahren bekannt, bei welchem
der Druckölstrom zum oberen und unteren Zylinderraum des Stößels durch Steuerventile
umgesteuert wird, derart, daß in. einer von einer Regelpumpe gespeisten und vom
Umsteuerventil zum unteren Zylinderraum des Stößels führenden Leitung ein Hubbegrenzungs-
bzw. Stößelauffangelement eingesetzt ist, dessen vom Stößel aus verstellter Steuerschieber
die Druckölleitung zum Umsteuerventil zeitweise absperrt, worauf der Öldruck einen
Bremskolben entgegen der Wirkung einer Feder verschiebt, die entsprechend dem im
oberen Zylinderraum des Stößels herrschenden Schnittdruck eingestellt ist. Es ist
bei einer derartigen bekannten Mehrstößelanordnung weiterhin bereits bekannt, einen
Schlicht- und Schruppstößel wechselseitig arbeiten zu lassen, derart, daß der Schlichtstößel
abhängig von einem durch den Druckölstrom beeinflußten Sperrschieber so lange gesperrt
wird, bis der Schruppstößel seine untere Umkehrstellung erreicht hat. Bei dieser
bekannten Stoßmaschine wird zwar bei konstantem Geschwindigkeitsverlauf des Arbeitshubes
in gewisser Weise eine stoßfreie Bewegungsumkehr des Stößels erreicht, jedoch sind
die hierfür vorgesehenen Mittel relativ kompliziert und störanfällig.
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Um diese Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden, schlägt
die Erfindung vor, eine mechanisch antreibbare Kurbel mit veränderlicher Kurbelarmlänge
vorzusehen, die einen hydraulischen Kolben hin und her bewegt, von welchem aus Öl
den Stößel im Takt des mechanischen Kurbelantriebes hin und her bewegt. Diese erfindungsgemäße
Anordnung besitzt den Vorteil, daß die Umkehrbewegung harmonisch ist und deshalb
völlig stoßfrei verläuft und hierzu weder Steuerschieber noch Umsteuerventile bzw.
Hubbegrenzungselemente nötig sind. Die durch die erfindungsgemäße Anordnung bedingte,
nicht ganz gleichförmige Geschwindigkeit während des Arbeitsweges hat keinen nennenswerten
Nachteil zur Folge. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin,
daß ohne wesentlichen Mehraufwand an Antriebsmitteln ein zweites Werkzeug mit angetrieben
werden kann. Bei an sich bekannten Zahnradstoßmaschinen mit mehreren Werkzeugstößeln,
beispielsweise zwei Stößeln, von denen der eine die Schrupp- und der andere die
Schlichtarbeit vornimmt, arbeiten die Stößel wechselseitig. Bei der erfindungsgemäßen
Ausführung, bei welcher die Kurbel ein Stoßwerkzeug unmittelbar antreibt und mit
diesem ein Kolben verbunden ist, von welchem aus Öl den hydraulischen Motor für
ein zweites Stoßwerkzeug antreibt, arbeiten dagegen die beiden Werkzeuge nicht unbedingt
gleichzeitig und wechselseitig, auf keinen Fall aber als voneinander abhängige Schnipp-
und Schlichtwerkzeuge.
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In den F i g. 1 bis 5 ist die Erfindung schematisch und beispielsweise
an einer Zahnradstoßmaschine, die nach dem Wälzverfahren arbeitet, dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die rechte Seite der Maschine im Vertikallängsschnitt, F i g.
2 die ganze Maschine zum Teil im Vertikallängsschnitt nach II-II der F i g. 3 und
zum Teil in Ansicht in einer anderen Ausführungsart als nach F i g. 1, F i g. 3
die ganze Maschine im Grundriß nach Fig. 2, F i g. 4 die linke Seite der Maschine
analog F i g. 2, jedoch in einer anderen Ausführungsart, und F i g. 5 ein Detail
aus dem Schnitt V-V nach F i g. 4.
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Auf dem Bett 1 (F i g. 2 und 3) der Zahnradstoßmaschine ist der Ständer
2 befestigt. In diesem Ständer 2 sind die an sich bekannten Antriebselemente angeordnet
für die Erzeugung der hin und her gehenden
Bewegung des Stoßwerkzeuges
3, das im Werkzeughalter 4 sitzt und für die Bearbeitung von Außenverzahnungen vorgesehen
ist. Diese Hinundherbewegung ist mittels einer nicht dargestellten Kurbel erzeugt,
deren Radius r einstellbar ist, wobei die Hublänge des Werkzeuges dem doppelten
Radius r der Kurbel entspricht. Die Kurbel ist über ein Getriebe vom Motor 36 angetrieben.
Der Werkzeughalter 4
sitzt auf dem Stößel 5, der in der Stößelführung 6 geführt
ist. Das zu bearbeitende Werkstück 7 ist auf dem Rundtisch 8 aufgespannt, der im
Wälzschlitten 9 verschiebbar geführt ist. Der Wälzschlitten 9 ist wiederum auf dem
Zustellschlitten 10 geführt. Die Zustellspindel 11 sorgt für die entsprechende Einstellbewegung,
während die Wälzbewegung durch die Wälzspindel 12 hervorgerufen wird. Für die Drehung
des Rundtisches dient die Schnecke 13, angetrieben von der Welle 14. Die Zwischen-
und/oder Wechselräder 15 stellen die Verbindung dar, zwischen der drehenden Bewegung
des Rundtisches und der geraden Bewegung des Wälztisches, so daß daraus die an sich
bekannte Wälzbewegung entsteht.
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Am Stößel 5 ist eine Verbindungsstange 16 angebracht, die den Stößel
mit dem Kolben 17 verbindet. Der entsprechende Kolbenzylinder 18 ist auf dem Bett
1 abgestützt.
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Auf der Werkstückseite ist in der Nähe der allfälligen Werkstückbohrung,
bzw. unterhalb des Werkstücks in der Zone der Werkstückauflageelemente ein zweiter
Zylinder 19 angebracht. Dessen unterer Kolbenraum ist mit der beweglichen Leitung
20 mit dem oberen Kolbenraum des Kolbenzylinders 18 verbunden. Der obere Kolbenraum
des Zylinders 19 ist mit der ebenfalls beweglichen Leitung 21 mit dem unteren Kolbenraum
des Kolbenzylinders 18 verbunden. Eine Abzweigung 22 der Leitung
20 enthält ein überdruckventil 23 als Sicherheit gegen Überbelastung und
führt ins Ölbassin 24. Bei Unterdruck in der Leitung 20 wird über ein Rückschlagventil
25 Öl aus dem Ölbassin 24 nachgesaugt. Der hydraulische Motor mit dem hin und her
gehenden Kolben 26 des zweiten Zylinders 19 ist mit dem Werkzeug 27 verbunden, das
die Bohrung des Werkstückes 7 in deren Achsrichtung bearbeitet. Am Kolbenzylinder
18 ist ein Hilfszylinder 28 angebaut und enthält den Hilfskolben 29, der in Ruhelage
durch die Feder 30 in eine obere Stellung gedrückt wird. An der Verbindungsstange
16 ist ein Anschlag 31 angebracht, der in der unteren Endzone der hin und her gehenden
Bewegung des Kolbens 17 auf den Hilfskolben 29 trifft. Der Kolbenraum des Hilfszylinders
28 ist über ein Rückschlagventil 32 durch die Leitung 33 mit der Leitung
21 verbunden. Die Leitung 21 enthält eine Abzweigung mit dem überdruckventil34,
die überschüssiges Öl in das Ölbassin 24 zurückleitet. Der Kolbenraum des Hilfszylinders
28 ist über ein Rückschlagventil 35 mit dem Ölbassin 24 verbunden.
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Die F i g. 1 stellt eine andere Ausführung dar, bei welcher im Ständer
2, befestigt auf dem Bett 1, die Kurbel 50 mit dem Radius r verstellbaren Kurbelarm
51 über die Pleuelstange 52 direkt auf die Kolbenstange 53 des Kolbens 54 treibt.
Die Kurbel 50 ist dabei wie bei der Ausführung nach F i g. 2 über das Getriebe 55
vom Motor 36 angetrieben. Die Leitung 57 verbindet den oberen Kolbenraum des Zylinders
56 des Kolbens 54 mit dem oberen Kolbenraum des Arbeitszylinders 58; die Leitung
59 den unteren Kolbenraum des Zylinders 56 mit dem unteren Kolbenraum des Arbeitszylinders
58. Der Kolben 60 des Zylinders 58 ist über die Verbindungsstange 61 mit dem Stößel
s verbunden, wobei der Stößel s in der Stößelführung 6 geführt ist und das Stoßwerkzeug
3 mit dem Werkzeughalter 4 auf dem Stößel befestigt sind. Wenn das Werkzeug 27 auf
der Werkstückseite (F i g. 2) zu betätigen ist, werden die beiden Leitungen 57 und
59 abgeschaltet und dafür die zwei Leitungen 20 und 21 zugeschaltet.
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Eine weitere Ausführungsart ist in den F i g. 4 und 5 zu ersehen.
Der mechanische Aufbau des Antriebs für das Werkstück und dessen Auflageelemente
ist derselbe wie in F i g. 1 oder F i g. 2, linke Seite. Die Leitungen 20 und 21
führen hier zu einem hydraulischen Motor 70, der auf dem Joch 71 oberhalb des Werkstückes
7 angeordnet ist und leicht demontiert werden kann. Der hydraulische Motor 70 mit
der rotierenden Welle 72, auf der das Ritzel 73 sitzt, treibt mechanisch über die
Räder 74 und 75 auf die Mutter 76. In der Mutter 76 ist die Gewindespindel 77 angeordnet,
in deren Verlängerung das Stoßwerkzeug 78 zur Bearbeitung der Bohrung des Werkstückes
7 befestigt ist. Die Gewindespindel 77 ist nur axial beweglich, nicht aber drehbar
in der Führung 79 gelagert, die eine einseitige Öffnung für den Durchtritt des Werkzeuges
78 besitzt und am Rundtisch 8 befestigt ist. Auf diese Weise können vorteilhaft
Innenverzahnungen wie z. B. Kupplungsverzahnungen im sogenannten Einstech-Teilverfahren
hergestellt werden.
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Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, daß für das Innenverzahnen
nach dem Wälzverfahren als Werkzeug ein zahnradähnliches Stoßrad verwendet wird,
dieses Stoßrad an Stelle des Werkzeuges 78 angeordnet ist und die Stoßbewegung mittels
eines hydraulischen Motors 19 oder 70 erzeugt ist. Für die bei dieser Anwendungsmöglichkeit
notwendige Wälzbewegung, d. h. Drehbewegung des Werkzeuges um seine eigene Achse,
ist eine Getriebekette von der Werkzeugachse zur Schnecke 13 notwendig, wie an sich
bekannt. Dadurch ist eine stabilere Anordnung des Werkzeuges möglich als bei den
bisher verwendeten Zusatzaggregaten für das Innenverzahnen, die an Stelle des Stoßwerkzeuges
3 gesetzt wurden und eine große Ausladung aufweisen.
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Bei der Herstellung der Außenverzahnung am Werkstück 7 treibt der
Motor 36 über das Getriebe 55 (F i g. 1) die Kurbel 50, auf der mittels dem Kurbelarm
51 der dem erforderlichen Stoßwerkzeughub entsprechende Radius r eingestellt wurde.
Über Pleuelstange 52 und Kolbenstange 53 erzeugt der Kolben 54 im Zylinder 56 bei
der Aufwärtsbewegung den Druck für das Drucköl, das über die Leitung 57 in den oberen
Kolbenraum des Arbeitszylinders 58, als hydraulischer Motor mit axial hin und her
gehendem Kolben ausgebildet, geführt ist. Der darin befindliche Kolben 60 drückt
über die Verbindungsstange 61 auf den Stößel 5 und damit über Werkzeughalter 4 auf
das Stoßwerkzeug 3, das die Verzahnung in der Abwärtsbewegung erzeugt. Nach Erreichen
des oberen Totpunktes des Kurbelarmes 51 beginnt die Abwärtsbewegung des Kolbens
54, der über die Leitung 59 Drucköl in den unteren Kolbenraum des Arbeitszylinders
58 bringt und das Werkzeug zurück in die obere Lage bringt, worauf der nächste Abwärts-
und Arbeitshub erfolgt. Die Außenverzahnung kann auch in analoger Weise nach der
Ausführung in F i g. 2 hergestellt werden.
Soll die Bohrung desselben
Werkstückes 7 bearbeitet und dort z. B. eine Keilnute in der gleichen Aufspannung
gezogen werden, dann sind die Leitungen 57 und 59 abzuschalten und dafür die Leitungen
20 und 21 zu öffnen, bzw. anzuschließen. Diese führen (linke Seite der F i g. 2)
in die beiden Druckräume des ebenfalls als mit axial hin und her gehendem Kolben
26 ausgebildeten hydraulischen Motors mit dem Zylinder 19. Dieser Motor schiebt
das zweite Stoßwerkzeug 27 hin und her, so daß die Keilnut in Achsrichtung des Werkstückes
gestoßen werden kann.
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Die Bohrung des Werkstückes 7 kann auch bearbeitet werden, wenn die
Leitungen 20 und 21 des Zylinders 19 an die Anordnung nach der rechten Seite der
F i g. 2 angeschlossen werden. In diesem Fall treibt der Motor 36 über ein Getriebe
analog 55 eine entsprechende Kurbel 50, über den verstellbaren Kurbelarm 51 auf
den Stößel 5 und das Stoßwerkzeug 3. Die Kurbel 50 mit variabler Kurbelarmlänge
r treibt dann mittelbar und über die Verbindungsstange 16 auf den auch hier als
mit axial hin und her gehendem Kolben 17 ausgebildeten hydraulischen Motor mit dem
Kolbenzylinder 18. Bei dieser Bearbeitungsmöglichkeit wird vorzugsweise im sogenannten
Einstechteilverfahren gearbeitet durch Zustellen des Zustellschlittens 10 oder aber
durch Zustellen des Wälzschlittens 9 gegen das Werkzeug 27. Je nachdem ist es notwendig,
den hydraulischen Motor 19 auf dem Zustellschlitten 10 oder dem Bett 1 anzuordnen.
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Die beiden Leitungen 20 und 21, sei es nun von der Anordnung nach
F i g. 1 oder F i g. 2 rechts, können aber auch an einen hydraulischen Motor 70
(F i g. 4 und 5) mit rotierender Welle 72 angeschlossen werden, der die hin und
her gehende Bewegung an das zweite Stoßwerkzeug 78 mechanisch über die Räder 73,
74, 75 und die Mutter 76 auf die Gewindespindel 77 weiterleitet.
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Da im hydraulischen Getriebe mit Lecköl zu rechnen ist, wird das Öl
zur Kompensation dieses Lecköls durch den Hilfskolben 29 jeweils in. der Zone des
unteren Totpunktes, d. h. in. der Endzone der hin und her gehenden Bewegung des
Stößels 5 durch den Anschlag 31 gefördert und über das Rückschlagventil 32 und die
Leitung 33 in die Leitung 21 gepreßt. Bei zu großer Förderung entweicht das überschüssige
Öl über das Überdruckventil 34 im Moment, wo der Kolben 26 auf dem Zylinderboden
des Zylinders 19 auftritt, d. h. in der Endlage der Hubbewegung des hydraulischen
Motors. Nachgezogen wird das Öl im Zylinderraum des Hilfszylinders 29 beim Rückhub
durch die Feder 30 über das Rückschlagventil 35. Das gleiche Resultat kann auch
erreicht werden, indem der Kolbenraum des Zylinders 18 etwas größer als theoretisch
mifbemessen wird.