DE1527094C3 - Maschine zum Abgraten der Flankenstirnkanten eines Zahnrades - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum gleichzeitigen Abgraten der Flankenstirnkanten an den beiden Enden von aufeinanderfolgenden Zähnen eines Zahnrades od. dgl. mit zwei Werkzeugen, deren Schneiden auf je einer Kreisbahn drehbar sind, bei der die im Gestell drehbar gelagerte Werkstückspindel um ihre Achse durch eine mit einem ersten Antrieb versehene Teilschalteinrichtung schrittweise weiterschaltbar ist und der Werkzeugträger gegenüber dem Gestell um eine quer zur Werkstückspindel verlaufende Schwenkachse im Gestell durch einen zweiten mit dem ersten Antrieb gekuppelten Antrieb hin- und herschwenkbar ist, wobei der Teilschaltantrieb eine im Maschinengestell um eine zur Schwenkachse parallele Achse umlaufende Antriebswelle enthält.

Bei einer bekannten Maschine dieser Art (deutsche Patentschrift 603 331) erfolgt der Antrieb der beiden Werkzeuge durch einen Elektromagneten, der periodisch mit der Teilschalteinrichtung für das Werkstück bewegt wird und wirksam wird, so daß beide Antriebe miteinander gekuppelt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Maschine so auszugestalten, daß sie sich an Werkstücke verschiedener Größe und Gestalt, z. B. an Kegelritzel verschiedener Zahnbreite und Kegelwinkel anpassen läßt, ohne daß der Drehantrieb der Werkzeuge dadurch gestört wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe gelöst durch ein Stellwerk zum Ändern der Lage des Schwenkweges des Trägers und weiter dadurch, daß die Achsen der Abgratwerkzeuge innerhalb eines Gehäuses gelagert sind, das auf dem Werkzeugträger um eine Achse dreheinstellbar ist, die parallel zur Umlaufachse der Werkzeuge und parallel zur Schwenkachse des Werkzeugträgers verläuft, und schließlich dadurch, daß die Antriebswelle für den Teilschältantrieb mit dem Antrieb der Abgratwerkzeuge gekuppelt ist. Die dadurch erreichte Wirkung besteht darin, daß bei der Dreheinstellung bzw. Schwenkung des Gehäuses, in dem die Abgratwerkzeuge gelagert sind, zwecks Anpassung an ein Werkstück, die Abstände zwischen den Achsen der Werkzeuge und der Antriebsachse nur unwesentlich verändert werden.

Dabei kann der Schwenkantrieb des Werkzeugträgers mittels einer Kurbelschleife mit einstellbarem Schwingweg erfolgen, wobei der Schwingarm der Kurbelschleife drehfest mit der Schwenkachse des Werkzeugträgers verbunden ist und der in den Schlitz

des Schwingarmes eingreifende Kurbelzapfen auf der Antriebswelle sitzt. Vorzugsweise sind die drehbaren Abgratwerkzeuge längs ihrer Drehachsen durch Stellmittel in Achsenrichtung verstellbar. Dabei kann der Antrieb der umlaufenden Abgratwerkzeuge eine an der Antriebswelle befestigte und von ihr angetriebene Riemenscheibe enthalten, die ihrerseits das Abgratwerkzeug durch eine Gruppe untereinander verbundener Riemenscheiben und Riemen antreibt, wobei zwei dieser Riemenscheiben am Maschinengestell um eine Achse drehbar gelagert sind, die im wesentlichen mit der Schwenkachse zusammenfällt.

Die Werkzeuge können zwei Fräser sein und zwei dazugehörige Gehäuse aufweisen, die je einen der Fräser tragen und auf dem Träger um die Einstellachse unabhängig voneinander einstellbar sind. Vorzugsweise enthält die Gruppe von Riemenscheiben eine zusammen mit jedem Fräser umlaufende Riemenscheibe und eine auf dem Werkstückträger gelagerte Riemenscheibe, deren Drehachse im Abstand von der Einstellachse der Gehäuse angeordnet ist und etwa gleiche Abstände von den beiden Fräserachsen aufweist, wenn diese auf dem Werkzeugträger etwa in die Mittellage eingestellt sind; die Summe der drei Mittenabstände der Riemenscheibe bleibt dabei im ganzen Verstellbereich der Gehäuse ungefähr gleich, und ein endloser Riemen läuft um diese Riemenscheiben herum.

Schließlich kann das Stellwerk zum Ändern der Lage des Schwenkweges des Trägers aus einer Stellschraube bestehen, die den Schwingarm der Kur'belschleife mit dem Werkzeugträger verbindet.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Abgraten der scharfen Kanten an den Enden der Zähne , (Flanken-Stirnkanten) von Kegel- und Hyperboloid=* Zahnrädern 'mit längsgekrümmten Zähnen. Da die Fräswerkzeuge zahlreiche Schneidkanten haben, erfolgt das Abgraten der Werkstücke in der Maschine mit hoher Geschwindigkeit.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. In diesen zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Maschine,

F i g. 2 einen teilweise im Schnitt wiedergegebenen Aufriß der Maschine,

F i g. 3 einen Schnitt etwa nach der Ebene 3-3 der F i g. 2 zur Darstellung des Antriebes auf der Seite, die von der in F i g. 1 dargestellten abgewandt ist,

F i g. 4 eine schaubildliche Darstellung des Werkzeugträgers und der zugehörigen Teile der Maschine und

F i g. 5 den waagerechten Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 3.

Auf einem Fuß 2, der gewünschtenfalls von einem Teil einer Verzahnungsmaschine gebildet oder an dieser befestigt sein kann, ist das Gestell 1 der Maschine nach der Erfindung angebracht. Diese Maschine einschließlich ihres Gestells hat eine Blechverkleidung 10. In dem Gestell läuft auf Wälzlagern 4 eine senkrechte Werkstückspindel 3, die als Hohlwelle ausgestaltet ist und ein hydraulisch antreibbares Spannfutter enthält, mit dessen Hilfe der Schaft 5 eines Ritzels P lösbar in der Werkstückspindel festgespannt werden kann. Die Maschine dient dem Zweck, die Kanten p-1 und p-2 an den inneren und äußeren Zahnenden abzugraten.

Die Abgratwerkzeuge sind Fräswerkzeuge C-I und C-2, deren seitliche Schneidkantenprofile so gestaltet sind, daß sie ungefähr den Kanten p-1, p-2 entsprechen. Die diese Werkzeuge tragenden Frässpindeln sind auf einem Werkzeugträger 6 angeordnet, der mittels eines Zapfens 7 schwenkbar am Maschinengestell 1 gelagert ist und es ermöglicht, daß die Fräswerkzeuge um einen hinreichend großen Winkel verschwenkt und dadurch bis in Eingriff mit dem Werkstück vorgeschoben oder so weit zurückgezogen werden können, daß man das Werkstück auf

ίο der Spindel 3 einspannen und es von ihr abnehmen kann. Das Eintragen und Austragen des Werkstücks kann entweder von Hand oder durch einen nicht dargestellten und selbsttätig wirkenden Förderer vorgenommen werden. Dieser Werkzeugträger 6 ist zwecks Vorschubes und Rückzuges des Fräswerkzeuges durch einen Pendelantrieb hin und her schwenkbar, der als Antriebswelle eine Kurbelwelle 9, eine Kurbelscheibe 11 und einen Kurbelzapfen 12 enthält. Dieser Zapfen greift in einen Längsschlitz 13 eines Armes 14, der am Werkzeugträger 6 durch Schraube und Mutter 15 festklemmbar ist. Zum Zwecke der Einstellung gegenüber dem Werkzeugträger 6 kann man den Arm 14 nach Lösen der Mutter 15 um den Zapfen 7 verschwenken und einstellen, und zwar mittels einer Stellschraube 16. Auf diese Weise läßt sich der Bogen verstellen, um den die Fräswerkzeuge durch Umlauf der Kurbelwelle 9 verschwenkt werden. Dank dieser Verstellung kann man die Maschine auf Ritzel P verschiedenen Durchmessers und verschiedener Baumuster einstellen.

Die Kurbelwelle 9 läuft auf dem Gestell 1 in Lagern 17 und wird durch einen Motor 18 angetrieben, der ebenfalls auf dem Gestell angebracht ist und auf dessen Ankerwelle eine Schnecke 19 (Fig. 4) aufgekeilt ist. Diese greift in ein Schneckenrad 21 ein, das auf der Kurbelwelle 1 befestigt ist. Der Pendelantrieb mit der Kurbelwelle 9 dient auch zur schrittweisen Weiterschaltung einer Teilschaltvorrichtung, die später beschrieben werden wird. Auch ist von dieser Welle 9 der Antrieb der Fräser C-I und C-2 abgeleitet.

Der obere Teil des Werkzeugträgers 6 hat Flansche 22 und 23 (F i g. 4) die eine parallel zum Schwenkzapfen 7 und der Kurbelwelle 9 angeordnete Achse 24 tragen, die sich rechtwinklig zu der Innenfläche des Flansches 22 erstreckt und drehbar und einstellbar zwischen den Flanschen 22 und 23 zwei Gehäuse 25 und 26 für die Frässpindeln trägt. Diese Gehäuse liegen an der Innenfläche des Flansches- 22 an und sind an dieser in eingestellter Lage festklemmbar. Dem Festklemmen dienen Schrauben, die im Flansch 22 befestigt sind, durch bogenförmige Schlitze 28 der Gehäusewände hindurchgehen und Muttern 27 tragen.

In jedem der beiden Gehäuse 25 und 26 ist auf Wälzlager 29 eine Frässpindel 31 bzw. 32 gelagert. Diese trägt auf ihrem einen Ende das betreffende Fräswerkzeug C-I bzw. C-2 und geht durch einen bogenförmigen Schlitz 33 des Flansches 22 hindurch und trägt auf ihrem anderen Ende eine Zahnriemenscheibe 34. Eine ähnliche Zahnriemenscheibe 36 ist durch Wälzlager auf einem Achsstummel 37 gelagert, der am Flansch 22 befestigt ist. Um die drei Riemenscheiben 34, 34 und 36 ist ein endloser Zahnriemen 35 gelegt. Mit der Riemenscheibe 36 ist gleichachsig eine Riemenscheibe 39 gekuppelt, die durch einen zweiten Zahnriemen 40 mit einer auf einer Welle 42 festgekeilten größeren Riemenscheibe 41 verbunden

ist. Der Achsstummel 37 läßt sich in bekannter Weise auf dem Flansch 22 in radialer Richtung hin und her verstellen, wodurch sich die Spannung der Riemen 35 und 40 einstellen läßt.

Die Welle 42 läuft auf Wälzlagern in einem am Gestell 1 befestigten Bock 43, der sich zum Zwecke des Spannens des Riemens mit Bezug auf Fig. 3 lotrecht verstellen läßt. Ungefähr ist jedoch die Achse der Riemenscheibe 41 der Schwenkachse 7 gegenüber ausgerichtet. Auf der Welle 42 der Riemenscheibe 41 ist noch eine zweite Riemenscheibe 44 festgekeilt, die durch einen Zahnriemen 45 mit einer auf der Kurbelwelle 9 sitzenden Riemenscheibe 46 verbunden ist. Wie F i g. 3 zeigt, haben die Achsen der drei Riemenscheiben 36, 34 und 34 ungefähr gleich große Abstände voneinander. Werden die Frässpindelgehäuse 25, 26 zwecks Verstellung um die Achse 24 verdreht, um die Maschine für Ritzel P verschiedener Zahnbreite und Kegelwinkel einzurichten, dann hat das nur geringe Änderungen der Summe der Achsabstände der drei Riemenscheiben zur Folge. Aus diesem Grunde läßt sich die Maschine trotz der Anordnung des einzigen Riemens 35 für abzugratende Ritzel verschiedener Baumuster einrichten, deren Abmessungen innerhalb weiter Grenzen schwanken können.

Zur Einrichtung der Maschine bringt man auf den Frässpindeln 31 und 32 Fräser C-I und C-2 der erforderlichen Profilkrümmung an und verstellt sie in Achsenrichtung in diejenige Lage, in der sie zu den Zahnkanten p-1 und p-2 eines bereits abgegrateten Zahnrades oder eines Musterzahnrades gut passen, das man auf der Werkstückspindel einspannt. Die Grobeinstellung der Fräser auf ihren Spindeln erfolgt durch. Auswechselung von Beilagen 49 und die Feineinstellung durch Muttern 51 und 52, die auf die Frässpindeln 31, 32 aufgeschraubt sind. Gleichzeitig stellt man die Winkellage der Spindelgehäuse 25 und 26 auf der Achse 24 derart ein, daß die Fräser C-I und C-2 den richtigen Abstand haben, der sich nach der Zahnbreite des Werkstücks richtet. Diese Einstellung der Gehäuse muß erfolgen, wenn der Werkzeugträger 6 bis in die volle Eingriffstiefe der Fräswerkzeuge durch die Kurbelwelle 9 verschwenkt ist. Auf dem Flansch 22 sind gemäß F i g. 1 Teilstriche vorgesehen, die diese Einstellung erleichtern. Zugleich mit dieser Winkelverstellung kann das Ritzel selbst längs der Achse 5 mittels einer entsprechenden Beilage oder mittels einer Ringmutter eingestellt werden. Man kann dann auf die Werkstückspindel eine Buchse 47 aufsetzen, die so lang bemessen ist, daß sie das Ritzel in der Lage abstützt, die sich bei der Verschiebung längs der Frässpindelachse als die richtige ergeben hat. Die Buchse 47 kann an der Werkstückspindel durch Schrauben 48 (F i g. 2) befestigt werden. Sie ist mit ihrem unteren Abschnitt 50 in die Bohrung der Werkstückspindel eingepaßt. Dank der verschiedenen Einstellmöglichkeiten kann man eine verhältnismäßig kleine Anzahl

ίο von Fräswerkzeugen C-I und C-2, die sich durch ihre seitlichen Schneidprofile unterscheiden, dazu verwenden, um Ritzel abzugraten, deren Abmessung und Baumuster sich innerhalb weiter Grenzen unterscheiden.

Der Kurbelzapfen 12 der Kurbelscheibe 11 ist in einer solchen Winkellage zum Schubkurvenkörper 71 und seiner Schubkurve 70 angeordnet, daß am Ende des Teilschalthubes der Zahnstange 67 (mit Bezug auf Fig. 1 nach links) die mit der spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks verbundene Schlußphase des einwärts gerichteten Vorschubes des Werkzeugträgers 6 mit Bezug auf die Fig. 1 und 4 im Gegenuhrzeigersinn und die erste Phase des Rückzuges des Werkzeugträgers bewirkt werden und daß eine Ruhestrecke der Schubkurve 70 die Klinke 56 an den Anschlag 63 drückt, um dadurch die Teilscheibe und mit ihr die Werkstückspindel starr festzuhalten, damit sie sich während des Vorschubes des Werkzeugträgers nicht drehen können. Im Anschluß an diese Ruhepause erfolgen der Rückhub und der Teilschalthub der Zahnstange, während gleichzeitig der Rückzug des Werkzeugträgers und die anfängliche Phase seines nächsten Vorschubes stattfinden. Hat man die Maschine mit Hilfe eines nicht näher

35*' dargestellten Anlaßknopfes in Gang gesetzt, der in. der Steueranlage des Motors 18 vorgesehen ist, dann läuft die Maschine ununterbrochen, bis alle Zähne des Werkstücks abgegratet sind. Alsdann werden ein Grenzschalter 83 (F i g. 2) und ein Grenzschalter 84 (F i g. 1) geschlossen, die in der Motorsteueranlage in Reihe geschaltet sind. Sie bewirken, daß der Motor bis zum Stillstand abgebremst wird. Der Grenzschalter 83 wird durch einen an der Werkstückspindel angeordneten Nocken 85 geschlossen, was bedeutet, daß das Werkstück um insgesamt 360° weitergeschaltet ist. Der Grenzschalter 84 wird durch einen Arm 14 geschlossen, wenn dieser im Uhrzeigersinn schwingend seine Grenzstellung (14' in Fig. 1) erreicht, was bedeutet, daß die Fräswerkzeuge vom·' Werkstück vollständig zurückgezogen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Maschine zum gleichzeitigen Abgraten der Flanken-Stirnkanten an den beiden Enden von aufeinanderfolgenden Zähnen eines Zahnrades od. dgl. mit zwei Werkzeugen, deren Schneiden auf je einer Kreisbahn drehbar sind, bei der die im Gestell drehbar gelagerte Werkstückspindel um ihre Achse durch eine mit einem ersten Antrieb versehene Teilschalteinrichtung schrittweise weiterschaltbar ist und der Werkzeugträger gegenüber dem Gestell um eine quer zur Werkstückspindel verlaufende Schwenkachse im Gestell durch einen zweiten mit dem ersten Antrieb gekuppelten Antrieb hin- und herschwenkbar ist, wobei der Teilschaltantrieb eine im Maschinengestell um eine zur Schwenkachse parallele Achse umlaufende Antriebswelle enthält, gekennzeichnet durch ein Stellwerk (15,16) zum Ändern der Lage des Schwenkweges des Trägers (6) und weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (31, 32) der Abgratwerkzeuge (C-I, C-2) innerhalb eines Gehäuses (25 oder 26) gelagert sind, das auf dem Werkzeugträger (6) um eine Achse (24) dreheinstellbar ist, die parallel zur Umlaufachse der Werkzeuge und parallel zur Schwenkachse des Werkzeugträgers verläuft, und schließlich dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (19) für den Teilschaltantrieb mit dem Antrieb (39, 41, 46) der Abgra'twerkzeuge (C-I, C-2) gekuppelt ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb des Werkzeugträgers (6) mittels einer Kurbelschleife mit einstellbarem Schwingweg erfolgt, wobei der Schwingarm (14) der Kurbelschleife drehfest mit der Schwenkachse (7) des Werkzeugträgers (6) verbunden ist und der in den Schlitz (13) des Schwingarmes (14) eingreifende Kurbelzapfen (12) auf der Antriebswelle (9) sitzt.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Abgratwerkzeuge längs ihrer Drehachsen durch Stellmittel (49,51,52) in Achsenrichtung verstellbar sind.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (39, 41, 46) der umlaufenden Abgratwerkzeuge eine an der Antriebswelle (19) befestigt und von ihr angetriebene Riemenscheibe enthält, die ihrerseits das Abgratwerkzeug durch eine Gruppe untereinander verbundener Riemenscheiben und Riemen (34, 35, 36, 39, 40, 41, 44, 45) antreibt, wobei zwei dieser Riemenscheiben (41, 42) am Maschinengestell um eine Achse drehbar gelagert sind, die im wesentlichen mit der Schwenkachse (7) zusammenfällt.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge zwei Profilfräser (C-I und C-2) sind und zwei dazugehörige Gehäuse (25 und 26) aufweisen, die je einen der Fräser tragen und auf dem Träger um die Einstellachse (24) unabhängig voneinander einstellbar sind.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Riemenscheiben eine zusammen mit jedem Fräser umlaufende ^:'Riemenscheibe (34) und eine auf dem Werkstückträger (6) gelagerte Riemenscheibe (39) enthält, deren Drehachse im Abstand von der Einstellachse (24) der Gehäuse angeordnet ist und etwa gleiche Abstände von den beiden Fräserachsen aufweist, wenn diese auf dem Werkzeugträger (6) etwa in der Mittellage eingestellt sind, und daß die Summe der drei Mittenabstände der Riemenscheiben im ganzen Verstellbereich der Gehäuse ungefähr gleichbleibt und ein endloser Riemen (35) um diese Riemenscheiben herum verläuft. .

7. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellwerk zum Ändern der Lage des Schwenkweges des Trägers (6) aus einer Stellschraube (16) besteht, die den Schwingarm (14) der Kurbelschleife mit dem Werkzeugträger (6) verbindet.