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Maschine zum Prüfen oder Bearbeiten von Zahnflanken Die Erfindung
betrifft eine Maschine, um zum Prüfen oder Bearbeiten der Zahnflanken zwei Zahnräder
miteinander kämmen zu lassen, mit zwei die kämmenden Zahnräder tragenden Spindeln,
mit die Spindellager aufnehmenden Spindelstockgehäusen, deren eines in einer parallel
zu beiden Spindeln verlaufenden Ebene schwenkbar und translatorisch verschiebbar
ist, init.eineiit Spindelantrieb für die eine der Spindeln, mit einem PendelanLrieb
zum Hin- und llerverschwenken des schwenkbaren Spindel tiehäuses und schließlich
mit einer Führung, durch welche die senkrecht zu der Ebene verlaufende Schwenkachse
bestimmt ist und die zwecks Parallelverschiebung dieser Achse relativ zu den üpindeln
verstellbar ist.
Bei einer bekannten Maschine dieser Art erfolgt
die Verstellung der Führung von Hand zu dem Zweck, die Schwenkachse ' des durch
den Pendelantrieb hin- und herverschwenkten Spindele gehäuses so einzustellen, daß
diese Schwenkachse, welche die Zahnradachsen rechtwinklig kreuzt, durch die Mitte
der Eingriffszone der beiden Zahnräder verläuft. Die Verstellung von Hand muß jedesmal
dann erfolgen, wenn die Maschine für das Läppen von Zahnrädern eines anderen Baumusters
eingestellt wird, vergl. die amerikanische Patentschrift 2 94? 120. Bei dieser bekannten
Maschine erfahren die Zahnradachsen während des Umlaufes der Zahnräder eine relative
Pendelbewegung um die von Hand einstellbare Achse, wodurch das Trag.-Bild in der
Längsrichtung der Zahnflanken verschoben wird. Gleichzeitig erfahren die Zahnradachsen
eine relative Hin-und Herbewegung in der Richtung der t--chse des Ritzels und eine
weitere relative tlin- und Herbewegung in einer Richtung, die quer zur Ritzelachse
und rechtwinklig zu der durch die Eingriffszone verlaufenden Schwenkachse verläuft.
Es erfolgen also drei aufeinander abgestimmte Hin-- und Herbewegungen. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, die Maschine dadurch zu vereinfachen, daß nur noch eine
einzige relative llin- und Herbewegung der Zahnradachsen erforderlich ist, Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, däß für die Verstellung der Führung,
die bisher nur von Hand möglieh war, während des Arbeitsspiels der Maschine ein
im Takt mit dem Pendelantrieb wirkender Verstellantreb vorgesehen ist. Zweckmäßige
!iusgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht.
In diesen zeigen: Fig. 1 einen Grundriß der Maschine, Fig. 2 einen in größerem Maßatabe
wiedergegebenen Teil der Fig. 1, teilweise im Schnitt, zur Darstellung der Lagerung
der Tragplatte, Fig. 3 ein `Peilschnitt durch ein Tellerrad, wobei die Schnittebene
die Zahnradachse aufnimmt, Fig. 4 einen schematischen Grundriß zur Darstellung der
Wirkungsweisender Maschine, Fig. 5 den lotrechten Schnitt nach den Linien 5-5 der
Fig. 2 und 6 und Fig. 6 die waagerechten Schnittdarstellungen nach der gebrochenen
Linie 6-6 der Fig. 5. Die veranschaulichte Maschine dient dein Zweck, ein Kegel-oder
Hyperboloidritzel P und ein Tellerrad G miteinander kämmen zu lassen und ihren Achsen
während des Kämmens geringe Pendelbewegungen und translatorische Verschiebungen
in einer Ebene zu erteilen, die zu ihren Achsen 10 und 11 parallel verläuft.
Das Ritzel Y wird von dem Futter 12 einer Spindel 13 getragen, die in einem Spindelstockgehäuse
14 zum Umlauf tim ihre Achse 1U drehbar gelagert ist. Das Spindelstockgeltäuse ist
auf Gleitstangen 16 verstellbar, die von einer auf dem Maschinengestell lt~ sitzenden
Platte 17 getragen werden. Dieser Verstellung kann eine beliebige hinrichtung diciieii,
z. 13. eine Schraubspindel, die zu diesem Zweck eine Teilung 15 trägt. Die Spindel
13 wird durch einen wnstetterbaren Elehtromotor 19 iiber einen nicht näher -,-eratischaul
ieliten Riemetitrieh auget.rieben, der unter dein ;)ecl:el @1 lic#öt.
Das
Tellerrad G wird von einem Futter 22 einer Spindel 23 getragen, die um ihre Achse
i1 umlaufend in einem Spindel= Stockgehäuse 24 gelagert ist. Dieses Gehäuse läßt
sich in senkrechter Richtung auf Gleitstangen 25 verstellen, die an einem Ständer
26 befestigt sind, wobei die Verstellung mit Hilfe einer Schraubspindel erfolgt,
die zu diesem Zweck eine Einstellteilung 27 aufweist. Der Ständer 26 ist auf Gleitstangen
28 des Maschinengestells mittels einer Schraubspindel verstellbar, deren äußeres
Ende eine Einstellteilung 29 hat. Mit Hilfe der Verstellung des Gehäuses 14 auf
den Gleitstangen 16 und des Gehäuses 24 auf den Stangen 25 und 28 kann man jedes
Tellerrad und jedes Ritzel zum Kämmen bringen, sofern sich deren Größen innerhalb
des Einstellbereiches der Maschine befinden. Die Spindel 23 hat eine Bremse, mit
deren Hilfe man die kämmenden Zahnräder mit einem Drehmoment belasten kann. Die
Platte 17 ruht mit waagerechten ebenen Flächen auf Kugellagerungen 39., deren Kugeln
wiederum auf ebenen waagerechten Flächen des Gestells 18 laufen und zwar innerhalb
eiförmiger Rahmen 32. Dank dieser Kugellagerungen kann sich die Platte auf dem Gestell
in jeder Richtung einer waagerechten Ebene sowohl drehen als verschieben. Durch
die später erläuterten Einrichtungen erfährt sie eine Pendelbewegung, deren Achse
33-in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist. Die Lage dieser Achse wird durch zwei Gruppen
von Schubkurvenkörpern und Schubkurvenläufern bestimmt. Die.Schubkurvenkörper 34
werden vom Gestell 18 getragen, während die Schubkurvenläuei von Rollen 35 gebildet
werden, die von der Platte 17 getragen werden. Diese beiden Gruppen sind
in erheblichem Abstatide voneinander
an der Platte 17 angeordnet
und zwar mit Bezug auf die Pendelachse 33 in einem Winkelabstand von etwa 90o, vgl.
Fig. 2. Das Maschinengestell ist mit einem Lagerbock 3b versehen, in dem ein abgefederter
Stößel 37 gleitet. Dieser trägt eine Rolle 36, die sieh an eine Fläche 39 der Platte
17 anlegt und auf diese einen Vorspannungsdruek ausübt,-dessen Richtung durch die
den Winkel von 900 teilende Linie 41 bestimmt ist. Das hat die Wirkung, daß
die beiden Rollen 35 an ihren Schubkurven 34 angedrückt gehalten werden.
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Die Platte 17 wird um die Pendelachse 33 durch einen Nocken 42 hin-
und hergedreht, der auf dem Gestell 18 drehbar gelagert ist und durch einen umsteuerbaren
Elektromotor und ein Übersetzungsgetriebe hin- und hergedreht wird. Die Umsteuerung
des Elektromotors erfolgt durch einen entsprechenden Schalter, den man so einstellen
kann, daß der Drehwinkel des Nockens von der Ausgangslage aus nach jeder Drehrichtung
einstellbar ist und für den Vorlaui des Motors 19 auf einen anderen Wert als für
dessen Rücklauf eingestellt werden kann.
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Der Nocken wirkt auf eine Nockenrolle 43 ein, die auf der Platte 17
gelagert ist. Die an den Nocken und die Nockenrolle in ihrem Berührungspunkt angelegte
Tangente 44 verläuft.ungefähr radial zur mittleren Stellung der Pendelachse 33,
wie aus vier Zeichnung ersichtlich ist. Zwischen dem Gestell und Gier Platte 17
wirkt eine weder 115, welche die Platte in einer soleiien Itielitung vorsfiiinut,
daß dadurch die Nockenrolle in :in Lage an dem Noekeii gehalten wird.
Nach
dem früheren Verfahren wird nun die Pendelbewegung der Ritzelachse um einen gegebenen
Amplitudenwinkel A, Fig. 3 um die Achse 46 nach der einen Seite hin von der Ausgangsstelle
aus betrachtet durch Hin.- und Herverschiebungen B und C begleitet, die in der Richtung
der Ritzelachse 10, bzw. der Tellerradachse 11, erfolgen. Die Pendelbewegung um
einen anders oder ebenso groß bemessenen Amplitudenwinkel t1 zur anderen Seite von
der Ausgangsstellung aus kann durch Hin- und Herverschiebungen BI und Ct von anderer
Größe begleitet werden. Die Resultierende der Bewegungen B und C ist mit D bezeichnet,
während diejenige der Bewegungen Bt und C-i mit Df bezeichnet ist. Nimmt man an,
daß die Achse 46 gegenüber der Ritzelachse festliegt, dann hat die resultierende
VerschiebünL-, D die Wirkung, diese Pendelachse nach 46t zu verschieben. rig. 4
zeigt nun das neue Verfahren. Dort sind die Hin- und Herverschiebungen B und C (und
BI und Ct) dadurch in Fortfall gekommen, daß die mit der Amplitude A erfolgende
Pendelbewegung um eine t.chse 33 stattfindet, die von der Achse 46 aus in einer
solchen Richtung und in einem solchen. Abstand gelegen ist, daß diese Achse 46 auf
einer Bahn schwingt, die mit großer Annäherung mit der Resultierenden der Verschie-be=
bewegungen zusammenfällt, also die gleiche Größe und die gleiche Richtung hat. Diese
bogenförmige Bahn E fällt also mit großer Annäherung mit der Resultierenden D der
Verschiebungen B und C zusammen.
Größe und Richtung des Bogens E
lassen sich für einen gegebenen Amplitudenwinkel A der Pendelbewegung dadurch ändern,
daß man die Lage der Achse 33 verstellt. Bewegt man diese in die Lage 33t, dann
beschreibt die Achse 46 bei der Pendelbewegung um den Amplitudenwinkel A den viel
kürzeren Bogen Et, der zur Ritzelachse 10 weniger stark geneigt ist als der
Bogen E. Nun ein anderes Beispiel: Wird die Achse 33 in die Lage
33" verstellt, dann beschreibt die Achse 46 'Eiei Pendelbewegung um denselben
Amplitudenwinkel A einen Bogen E", dessen Größe und Richtung mit Bezug auf die Zahn.-flanke
im Vergleich zur Richtung der Winkelbewegung umgekehrt ist. Die Lage der
Achse 33 läßt sich nun dadurch verschieben, daß man die Neigungen der Schubkurvenkörper
34 ändert. Nehmen diese die in Fig. 4 in ausgezogenen Linien gezeigt Lage ein, dann
befindet sich die Pendelachse 33 am Schnittpunkt der Linien 47 und 4u, die lotrecht
zu den Schubkurvenflächen an der Berührungsstelle mit den Rollen 35 verlaufen. Verdreht
man die Schubkurvenkörper in die strichpunktiert gezeigten Stellungen, dann verschieben
sich die lotrechten in die Lagen 471 und 4z", was wiederum dazu führt, daß die Pendelachse
33 and die Stelle 331 wandert. Die Schubkurvenkörper 34 sind vorzugsweise gekrümmt,
wobei ihre Krümmungsmittelpunkte mit derjenigen Lage der Achse 33 zusammenfallen,
welche die mittlere Stellung darstellt. In dieser mittleren Stellung der Schubkurvenkörper
führt
daher die Pendelbewegung der Platte 17 zu keiner Verschiebung der Pendelachse 33.
In anderen Stellungen der Achse 33 ist indessen die Pendelbewegung der Platte von
einer geringeren Verschiebung der Pendelachse begleitet. Die Größe dieser Verschiebung
ist aber so gering, daß sie bei der geringen Schwingungsamplitude A keine Rolle
spielt. Auch sind die für die Achse 33 in-Betracht kommenden Verstellungen in den
Fig. 3 und 4 stark übertrieben dargestellt. Gewöhnlich beläuft sich der Amplitudenwinkel
A der Größenordnung nach auf etwa 10, und der Abstand zwischen den Achsen 33 und
46 beläuft sich für ein Zahnrad mit einer Zahnbreite von etwa 25,4 mm auf 25 - 50-mm.
Das bedeutet aber, daß die hänge des Bogens F zwischen 0,43 und 0,86 mm schwankt.
Andererseits ist der Abstand zwischen der Pendelachse 33 und den Schubkurvenkörpern
34 im Verhältnis viel größer, als es in Fig. 4 dargestellt ist. Infolgedessen betragen
die Winkelverstellungen der Schubkurvenkörper, die für die gewünschte Verschiebung
der Pendelachse 33 nötig sind, nur einen kleinen Bruchteil der in Fig. 4 gezeigten
Größe.
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Im Betrieb der dargestellten Maschine läßt sich die Achse 33 zwischen
vier verschiedene Stellungen verschieben, die man bei der Herrichtung der Maschine
für Zahnräder eines bestimmten Baumusters auswählt. Diese vier Stellungen sind die
folgenden: (1) Für Vorwärtsantrieb der Zahnräder durch den Motor 19 bei der
Pendelbewegung um die Amplitude A von der liusgaugs- oder Mittelstellung aus nach
der einen Seite hin, um dadurch die Verschiebung F auf der Bogenbahn hervorzurufen,
Figa 4, die der Resultierenden D in fig. 3 entspricht; (2) für Vonzärtsantrieb aber
für Pendelbewegung nach der
anderen Seite von der Mittellage aus
entsprechend der Resultierenden Di; (3) für Rücklauf der Zahnräder und Pendelbewegung
nach der einen Seite von der Mittelstellung und (4) für Rücklauf und für die Pendelbewegung
nach der anderen Seite von der Mittelstellung aus. Ferner kann die Achse 33 für
den Rücklaufantrieb der Zahnräder in eine andere Mittelstellung gebracht werden
als für den Vorlauf. Um nun diese verschiedenen Einstellungen der Pendelachse herbeizuführen,
gelangen zwei solche Stellwerke für die beiden Schubkurven 34 zur Verwendung, wie
sie im einzelnen in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Das veranschaulichte Stellwerk
enthält eine exzentrisehe Buchse 49, in welcher der Schaft 51 des Schubkurvenkörpers
34 um eine lotrechte Achse drehbar gelagert ist. «uch die Exlenterbuchse selbst
ist im Gestelld drehbar gelagert, und zwar um eine parallele Achse. Durch diese
Verdrehung der Buchse um ihre Achse 52 läßt sich die Achse 53 des Schaftes 51 verschieben,
z. B. in die Lagen 53r oder 53". Auf diese Weise kann die Pendelachse 33 iiiit Bezug
auf Fig. 2 nach links oder rechts verschoben werden. tiuf diese Weise kann man die
Mittellage der Achse 33 für den Vorwärtslauf der Zahnräder P, G anders als für den
Rückwärtslaut einstellen. Diese Umstellung bedeutet eine Verschiebung um einen sehr
geringen Betrag, der der Größenordnung nach sich nur auf wenige hundertstel Millimeter
beläuft. Daher ist in jeder Mittellage die Achse 53 mit der Achse der Schubkurvenrolle
35 mit so großer Annäherung ausgerichtet, daß die Verdrehung der Schubkurve 311
um diese Achse die Lage der jichse 33 selbst nicht stört. Beiderseits der Achse
53 sind an der Buchse 49 parallele Zapfen 54 befestigt. An den einen Zapi'eri stößt
ein Kolben 55 und an den anderen Zapfen ein ebenso ausgestalteter Kolben 56 an.
Beide Kolben laufen in Zylindern
des Gestells. Man kann nun wahlweise
den einen oder den anderen Kolben mit einem hydraulischen Druckmittel bei 57 beaufsehlagen.
Auf der Rückseite jedes Kolbens befindet sich eine einstellbare Anschlagschraube
58. Diese begrenzt die Verschiebung des Kolbens in der Richtung vom Zapfen 54 fort.
Wird nun der Kolben 55 unter Druck gesetzt und wird die hinter dem Kolben gelegene
Kammer 56 auf Abfluß geschaltet, dann wird die Buchse 49 mit Bezug auf Fig. 6 im
Gegenuhrzeigersinn bis in eine Grenzstellung gedreht, in der der Kolben 56 an die
Anschlagschraube 54 anstößt. Dies kann die Stellung sein, in der sich die Achse
53 an der Stelle 53t befindet. Nach Umsteuerung der Druckbeaufschlagung wirkt das
Druckmittel . auf den Kolben 56, Wähl rend der Kolben 55 vom Druck entlastet ist.
Das führt zur Drehung der Buchse 49 im Uhrzeigersinn bis in eine Grenzstellung,
die durch die einstellbare Anschlagschraube 58 hinter dem Kolben 55 bestimmt ist.
In dieser Lage kann sich die iichse 53 bei 53" befinden. Die Druckbeaufschlagung
der Kolben 55 und 56 läßt sich mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Magnetventils
steuern, das nun zusammen mit dem Motor 19 umgesteuert wird. Die Anschlagschrauben
5.3 sind in Buchsen 59 eingeschraubt, die am Gestell befestigt sind und Teilungen
tragen, welche die Einstellung der Stellschrauben erleichtern. Beiderseits der Achse
53 sind am Schubkurvenkörper 34 parallele Zapfen 61 befestigt, deren einer
an übereinstimmend ausgeführte Kolben 62 und 63 anstoßen kann und deren anderer
an übereinstimmend ausgeführte Kolben 64 und 65 anstoßen kann
Auch
diese Kolben laufen in Zylinderbohrungen des Gestells. Jeder von ihnen läuft bei
Beaufschlagung mit hydraulischem Druck in der Kammer 66 vor in Richtung auf den
betreffenden Zapfen 61. Die vordere Grenzstellung eines jeden Kolbens ist
durch eine einstellbare Anschlagschraube 67 bestimmt, die in eine auf dem
Maschinengestell angebrachte Buchse 68 ein.-geschraubt ist. Diese Buchse hat dieselbe
Gestalt wie die Buchse 59. Jede Schraube 67 hat einen Kopf 69, der an einen Plansch
71 des betreffenden Kolbens anstoßen kann. Der Zapfen 61 kann nun in Anlage an dem
einen oder dem anderen der beiden Kolben 62 - 65 dadurch gehalten werden, daß Kolben
73 und 74 kleineren Querschnitts, die ebenfalls in Zylinderbohrungen des Gestells
laufen, bei 72 mit dem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt werden. Läuft der
Motor i9 vorwärts, so wird der Kolben 73 unter Druck gesetzt. Läuft er rückwärts,
dann wird der Kolben 74 unter Druck gesetzt. Beim Vorwärtslauf wird der Kolben 62
während der Pendelbewegung der Platte 17 um die Achse 33 nach der einen Seite hin
von der Mittelstellung aus unter Druck gesetzt, während der Kolben 63 unter Druck
gesetzt wird, wenn die Platte 17 nach der anderen Seite hin schwingt .`Die Druckbeaufschlagung
wird durch ein Magnetventil und einen Umsteuer-Schalter für dieses gesteuert. Dieser
Umsteuerschalter wird durch einen am Nocken 42 vorgesehenen Vorsprung geschaltet,
und zwar jedesmal, wenn der Nocken bei seiner bchwingung durch die Mittelstellung
hindurchgeht. In entsprechendes isLise wird heim Rücklauf des Motors 19 der Kolben
64 während vier Pendel-Bewegung der Platte an ihrer Mittelstellung nach der einen
Seite
hin unter Druck gesetzt; der Kolben 65 wird aber während der Pendelbewegung der
Platte nach der anderen Seite hin unter Druck gesetzt*