DE1552743A1

DE1552743A1 - Abwaeizverfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kegel- oder Hyperboloidzahnraedern mit laengsgekruemmten Zaehnen

Info

Publication number: DE1552743A1
Application number: DE19661552743
Authority: DE
Inventors: Krastel Adolph Hans; Harry Pedersen
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1965-08-05
Filing date: 1966-08-05
Publication date: 1969-08-07
Also published as: JPS5325996B1; CH516966A; GB1106150A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abwälzverfahren zum Herstellen eines Kegel- oder Hyperboloidzahnrades mit längsgekrümmten Zähnen mittels eines umlaufenden Werkzeugs, dessen einander entgegengesetzte seitliche Sohneidflächen gleichaohsige Rotationsflächen sind und die Flanken eines Zahnes eines gedachten Zahnrades darstellen, an dem das Werkstück abgewälzt wird. Ferner bezieht- sich die Erfindung auf eine Maschine zur Ausführung dieses Verfahrens.

Bisher war es üblich, Kegel- und Hyperboloidzahnräder, insbesondere die zum Kämmen mit Tellerrädern bestimmten Ritzel, mittels eines solchen Abwälzverfahrens herzustellen. Als Werkzeug gelangt dabei gewöhnlich ein Stirnmesserkopf zur Verwendung. Die Abwälzbewegung wird dadurch herbeigeführt, daß das zu verzahnende Werkstück um seine Achse umläuft und eine relative Drehung zwischen

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 292102 · Telegromm-Adrwi·: Lipatli/Mönchen

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dem Verkatüok und dta Messerkopf um die Achse eines gedachten Zahnrades erfolgt, wobei der Messerkopf einen Zahn dieses gedachten Zahnrades darstellt. Sollen die Zahnlücken in Werkstück so herausgearbeitet werden, daß sie sioh vom äußeren zum inneren Ende verjüngen, dann ist man bisher gewöhnlich so vorgegangen, daß man zunächst die eine Flanke der ZahnlUoke während der Vorwärts wälzung und die andere Flanke während der RUckwärtswälzung gefräst hat. Dabei entsteht die sich verjüngende Gestalt der Zahnlücke daduroh, daß man beim Wälzen in der einen Richtung ein anderes Übersetzungsverhältnis der Abwälzbewegung als beim Wälzen in der RUokwärtsrichtung verwendet hat. Dieses Übersetzungsverhältnis stellt das Verhältnis des Drehwinkels des Werkstücks zum Drehwinkel des gedachten Zahnrades dar, an dem sich das Werkst Uo Ic abwälzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das bekannte Verfahren so auszugestalten, daß der zum Herausarbeiten der ZahnlUoke zu zerspanende Werkstoff zum größten Teil durch Einstechen des Werkzeugs in das Werkstück beseitigt werden kann, weil sioh daduroh das Verfahren besonders wirtschaftlich gestaltet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe nun dadurch gelöst, daß die sämtlichen folgenden Verfahrensechritte aufeinanderfolgen:

(a) Zwischen Werkzeug und Werkstück wird eine relative Einsteoh-Vorsohubbewegung herbeigeführt, während in den Abwälzumlauf von Werkzeug und Werkstück um deren Achsen eine Pause ungefähr in der Endstellung der Abwälzerzeugung der konkaven Zahnflanke der Zahnlücke an deren äußerem Ende eingeschaltet ist;

Cb) Werkzeug und Werkstück führen die Abwälzdrehung in VorwMrtsriohtung aus, um die konkave Flanke der ZahnlUoke bis zu d.r.n imwr« End. s»

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(c) Werkzeug und Werkstück führen die Abwälzdrehung rückwärts aus, um die konvexe Flanke der Zahnlücke von deren innerem zum äußeren Ende zu bewirken;

(d) es findet ein gegenseitiger Rückzug zwischen Werkzeug und Werkstück statt;

(e) während dieses gegenseitigen Rückzuges von Werkzeug und Werkstück erfährt das Werkstück eine Teilschaltung in Vorbereitung des Erzeugens der folgenden Zahnlücke, wobei Werkzeug und Werkstück in Vorwärtsriohtung die Abwälzdrehung um ihre Achsen ungefähr bis zu der genannten Endstellung erfahren;

(f) in die Abwälzdrehung wird die Pause zur Wiederholung des Sohrittes eingeschaltet.

Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, daß man beim Verzahnen von Ritzeln des üblichen Baumusters einen erheblichen Teil des zu zerspanenden Werkstoffs durch Einstechen des Werkzeugs in das Werkstück herausfräsen k&nn, was während der in die Abwälzbewegung eingeschalteten Pause geschieht. Diese Pause findet statt, während sich der Messerkopf am äußeren Ende der Zahnlücke befindet. Das bietet den weiteren Vorteil, daß die Teilschaltbewegung während einer Phase des Vorwärtswälzens erfolgen kann, die sonst zum größten Teil verschwendet würde. Das hängt damit zusammen, daß der Abwälzwinkel zum Erzeugen der konkaven Flanke der Zahnlücke gegenüber dem Abwälzwinkel zum Erzeugen der konvexen Flanke der Zahnlücke versetzt ist.

Vorzugsweise wird das Verfahren nach der Erfindung in der Weise ausgeführt, daß der Einstich-Vorschub und -rUokzug längs einer Bahn erfolgt, die in einem spitzen Winkel zur Achse des

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gedachten Zahnrades geneigt ist und in einer Ebene liegt, die parallel zu den beiden Achsen des gedachten Zahnrades und des Werkstücks verläuft. Das bietet den Vorteil, daß sich das Verfahren auch auf solche Baumuster der üblichen Kegel- und Hyperboloidzahnräder mit gekrümmten Zähnen anwenden läßt, die sich ohne diese vorzugsweise Maßnahme, also mit dem bisher üblichen Vorschub in Richtung der Wiegenachse, mittels des Verfahrene nach der Erfindung nicht herstellen lassen. Durch diese vorzugsweise Maßnahme, also durch den geneigten Verlauf der Vorschubriohtung, wird verhindert, daß der Messerkopf beim Einstechen und Zurückziehen die Zahnlückenflanke beschädigt. Das würde aber bei machen Baumustern der Zahnräder geschehen, wennTfeei dem Verfahren nach der Erfindung der Vorschub und der Rückzug in Richtung der Wiegenachse erfolgen würde. Denn beim Verfahren nach der Erfindung findet ja der Vorschub und der Rückzug statt, während sioh der Messerkopf am äußeren Ende der Zahnlücke befindet.

Weiter bezieht sioh die Erfindung auf ein Abwälzverfahren zum Herstellen von Zahnrädern mit sioh verjüngenden Zahnlücken mittels eines umlaufenden Werkzeugs» dessen einander gegenüberliegende seitliche Sohneidfläohen die beiderseitigen, von gleichaohslgen Rotationsflächen gebildeten Flanken eines Zahnes eines gedachten Zahnrades darstellen, Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die eine Flanke der Zahnlücke des WerkstUoks mit der einen Sohneidfläohe des Werkzeugs im Abwälzverfahren erzeugt wird, indem das Werkstüokrad um seine Achse umläuft und sich gleichzeitig das Werkzeug um die Achse des gedachten Zahn-

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rados dreht, das alsdann das Werkstückrad mit Bezug auf die Achse des erzeugenden Zahnrades rechtwinklig zu dieser Achse und zu seiner eigenen Achse verschoben wird und eine relative Drehung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstüokrad um eine der Achsen stattfindet, um die andere schneidende Fläche des Werkzeuge in die Lage zu bringen, in der sie die andere Planke der Zahnlücke berührt, und daß alsdann im Abwälzverfahren diese andere Planke der Zahnlücke erzeugt wird, indem sioh das Werkzeugrad um seine Achse zurückdreht und sioh gleichzeitig das Werkzeug um die Achse des gedachten Zahnrades rückwärts dreht.

Vorzugsweise wird das Verfahren nach der Erfindung so ausgeführt, daß die relative Drehung eine Drehung des Werkstückzahnrades um seine Achse ist.

Man kann dieses Verfahren entweder für sich allein oder in Vereinigung mit der heutzutage gebräuchlichen Wahl verschiedener Abwälzverhältnisse beim Abwälzerzeugen der beiderseitigen Zahnflanken der Zahnlücke verenden. Dieses übliche Verfahren gelangt in erster Linie zum Schruppen von Zahnlücken zur Verwendung, deren beiderseitige Flanken danach in getrennten Arbeitsgängen geschlichtet werden. Die Anwendbarkeit dieses Verfahrens ist deshalb beschränkt, weil die Änderung des Abwälzverhältnisses auch die Zahnprofilkrümmung beeinflußt. Unter Umständen kann dieser Einfluß soweit gehen, daß er sich nicht angemessen durch Änderung des Schneidkantenwinkels des Messerkopfes ausgleichen läßt. Weiter wird die Anwendbarkeit des Verfahrene dadurch beschränkt, daß man umso weniger ein® Änderung des AbwälzVerhältnisses zum Erzielen der Verjüngung'der Zahnlücke verwenden kann, je kleiner der Spiraiwinkel der Veraahnung ist. Beim Verfahren nach der Erfindung fallen diese Beschränkungen im Vergleich mit

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dnBi bekannten Verfahren so weitgehend fort, daß man die Zahnfiunken im Abwälzverfahren sehr viel genauer schruppen kanu, so daß sich die geschruppten Planken den Umrissen der durch das Schlichten zu erzeugenden Zahnflankenfiäche mit größerer Genauigkeit anpassen.

Die Erfindung sei nunmehr an Hand eines bevorzugten Ausiührungsbeispiels des Verfahrens und der Maschine erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zu igen

Fig. 1 in schaubildlicher Ansicht einen Kegel- oder Hyperboloidritzel mit einer teilweise eingefrästen Zahnlücke,

Fig. 2 eine Abwicklung eines Teils der verzahnten Kegelfläche des Ritzels in einer Ebene mit vollständig im Abwälzverfahren herausgefräster Zahnlücke,

Fig. 3 eine Teilansicht eines Tellerrades, das mit dem Ritzel kämmen kann, und zwar betrachtet in Richtung der Tellerradachse, also in Projektion auf eine dazu senkrechte Ebene,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, jedoch betrachtet in Richtung einer Geraden, die um 20° zur Tellerradachse geneigt ist,

Fig. 5 schematisch eine Abwicklung der Teilkegel fläche- in einer Ebene zur teilweisen Darstellung des Ritzels und seiner Beziehung zum Messerkopf beim Herausarbeiten einer sich verjüngenden Zahnlücke,

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Fig. 6 und 7 den Grundriß und die Seitenansicht der Maeohine, Fig. 8 den Getrieteplan des Maschinenantriebs,

Fig. 9 einen schematischen Grundriß der Einrichtung zum Versetzen der Werkstückspindel durch Kippen und geradliniges Verschieben,teilweise im Schnitt, und

Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen einer Einrichtung zum Verschieben des Wiegengehäuses und eines die Werkstückspindel tragenden Sektors zwischen der Beschickungsstelle und der Bearbeitungsstelle und zum Herbeiführen der Vorschubbewegung des Wiegengehäuses zum Einstechen während des Herausarbeiten· der Zahnlücke und zum Zurückziehen des Wiegengehäuses.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Werkstück zum Herstellen «ines Kegel- oder liyperboMdritzels P mit längsgekrümmten Zähnen, wobei in dieses Werkstück nach dem Abwälzverfahren die in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnete Zahnlücke einzufräsen ist. Diese Zahnlücke verjüngt sich vom äußeren Ende 2 zum inneren End· I hin derart, daß sie am äußeren Ende am tiefsten und am breitesten ist. Die Flanken 3 und 4 der Zahnlücke haben infolg· der Herstellung im Abwälzverfahren ein gekrümmte· Zahnprofil. Sie sind ferner längsgekrümmt, und zwar hat die Flanke 3 ein· konkave und die Flanke 4 eine ,konvexe Längs krümmung.

Während des Abwälzvorganges besteht jeweils Linienberührung zwischen der von den seitlichen Sohneidkanten de· Stirnmesserkopf es beschriebenen Fläche, gewöhnlich einer Kegelflache, und den Zahnflanken 3 und 4. Diese Berührungelinie, die sich mehr oder weniger schräg über die Zahnflanke 3 erstreckt, durchläuft

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während der Abwälzbewegung der Zahnflanke drei von der Stelle 6 am äußeren Ende der Zahnlücke zurStelle 7 am inneren Ende der Zahnlücke einen Winkel 5. Verläuft die Abwälzung in der entgegengesetzten Richtung, dann schreitet die Berührungslinie umgekehrt von der Stelle 7 zur Stelle 6 fort. In entsprechender Weise durohläuft die Berührungslinie mit der Zahnflanke h einen Winkel 8 auf ihrem Wege von der Stelle 9 am äußeren Ende der Zahnlücke zur Stelle 11 am inneren Ende oder umgekehrt von der Stelle il zur Stelle 9.

Die Stelle 6 liegt im Bereich des Winkels 8 zwischen den Stellen 9 und 11. Wenn daher der Messerkopf in das Werkstück einsticht, unmittelbar bevor die Abwälzerzeugung der einen Zahnlückenflanke beginnt, dann läßt sioh daduroh die grüßte oder fast die grüßte Werkstoffmenge zerspanen, daß dieses Einstechen in derjenigen Phase der Abwälzbewegung stattfindet, in der sioh die Berührungslinie dioht an der Stelle 6 befindet. Durch dieses Einstechen wird aus dem Werkstück ein Schlitz herausgefSfäst, der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellt ist und dessen ungefähre Gestalt sich aus dieser zeichnerischen Darstellung ersehen läßt. Nach dem Einstechen wird dann die Zahnflanke 3 durch die Abwälzbewegung herausgearbeitet, die in der Yorwärtsrichtung bis zur Stelle 7 fortschreitet. Die Abwälzbewegung wird dabei durch Drehen des Werkstücks und durch Drehen der den Messerkopf tragenden Wiege der Maschine herbeigeführt. Danach wird beim Rückwälsen die Zahnflanke h beginnend an der Stelle 11 und fortschreitend zur Stelle 9 erzeugt. Etwa dann, wenn die Stelle 9 erreicht wird, wird der Messerkopf aus der nunmehr vollendeten Zahnlücke heraus zurückgezogen, und das Werkstück wird dann weitergesohaltet, um die Stelle der nächsten Zahnlttoke in die Arbeits-

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stellung zu bringen. Dann beginnt wiederum die Wälzbewegung in Vorwärtsrichtung, wodurch Messerkopf und Werkstück in die Lage gebracht werden, in der das Einstechen dicht an der Stelle 6 stattfindet. Die Stellen 9 und 6 sind um den Winkel 12 zueinander versetzt, wie Fig. 2 zeigt. Diese Tatsaohe bietet die Möglichkeit, während des Durchlaufens dieses Winkels 12 beim Vorwärtswälzen den TelIsohaltvorgang durchzuführen, ohne daß hierzu der Messerkopf vom Werkstück zurückgezogen zu werden brauchte. Das bietet den Vorteil, daß der TelIsohaltVorgang keine Verlängerung des Abwälzarbeitsspiels Über die Zeit hinaus erfordert, die zur Abwälzerzeugung der Flanken 3 und 4 nötig ist.

Beim Abwälzerzeugen von Ritzeln, die mit Tellerrädern kämmen, welche im Profilschnittverfahren ohne Abwälzbewegung hergestellt sind, stellt der Messerkopf einen Zahn eines gedachten Zahnrades dar, das im wesentlichen dem Tellerrad entspricht. B₆i den gebräuchlichen, nach dem Abwälzverfahren arbeitenden Maschinen wird der Messerkopf von einer drehbaren Wiege getragen, deren Achse die Achse des gedachten Zahnrades darstellt, und das Einstechen erfolgt in der Richtung dieser Achse. Ein solohes gedachtes Zahnrad oder ein typisches Tellerrad ist zum Teil in Fig. gezeigt, und zwar betrachtet in Richtung seiner Achse 13· Die Kopffläohen 14 der Tellerradzähne liegen auf der Kopfkegelfläche des Tellerrades. Die konkaven und konvexen Zahnflanken 15 und stellen entweder Rotationsflächen dar, die gleichachsig zur Messerkopf achse liegen und gewöhnlich KegelfKchen sind, oder sie stellen Sohraubenflachen dar, deren Sohraubenachse mit der Messerkopf achse zusammenfällt. Infolge ihrer LängskrUmmung haben diese Zahnflanken am äußeren Zahnende einen größeren Spiralwinkel ale am

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inneren Zahnende. Obgleich die Zahnflanke 16 einen posltven Eingriffswinkel hat, liegt der am äußeren Zahnende befindliche Teil der Zahnflanke 16, wie bei 16* gezeigt ist, unmittelbar unter der Zahnkopffläche 14 und wird von dieser verdeckt. Ein mit dem Tellerrad kämmendes Bitzel, dessen Achse in einer lotrechten Ebene angeordnet ist, könnte man daher aus dem Tellerrad durch bloße Verschiebung in der Tellerradachsenrichtuug nicht außer Eingriff bringen oder in Eingriff bringen, wenn es die Winkellage einnimmt, in der sich die Zahnflanken an der Stelle 16 strichberühren. In entsprechender Weise könnte ein zum Verzahnen des Ritzels bestimmter Messerkopf durch bloße Verschiebung längs der Achse 13 nicht in das Ritzelwerkstück hineinstechen oder vom Werkstück zurückgezogen werden, wenn er sich in der betreffenden Phase der Abwälzbewegung befinden würde, ohne daß dabei das Ritzel beschädigt würde.

In Fig. 4 ist nun dasselbe Tellerrad in geneigter Lage gezeigt. Seine Achse ist nämlich um 20° um eine waagerechte Achse gekippt, die in der Zeichenebene liegt. Durch diese Kippbewegung kommen die Zahnflanken 15 und 16 auch dort zum Vorschein, wo sie in Fig* 3 durch die Zahnkopfflächen 14 verdeckt waren. Man könnte daher ein Ritzel, das die Zannflanlten 15 und 16 berührt, in j oder Winkellage aus dem Tellerrad zurückziehen oder es mit dem Tellerrad in Eingriff bringen, wenn die Verschiebung lotrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 erfolgt. Dasselbe gilt natürlich für einen Messerkopf, dtssen Sohneidkanten ein gedachtes Zahnrad mit den Zahnflanken 15 und 16 beschreiben. Diese Tatsache bietet also die Möglichkeit, den Messerkopf in das Ritzelwerkstück einstechen zu lassen, wenn die Abwälzbewegung bis dicht zur Stelle 6 fortgeschritten ist (Fig. 2) und den Messerkopf zurückzuziehen, wenn

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die Abwälzbewegung bis dicht an die Stelle 9 fortgeschritten ist. Zu diesem Zweck wird die Achse 13 der Wiege der nach dem Abwälzverfahren arbeitenden Maschine in einem spitzen Winkel zur Richtung des Messerkopfvorsohubee und -rUckzuges geneigt angeordnet. Es hat sich herausgestellt, daß eine Bemessung dieses Winkels auf 20° für die meisten Kegel- und Hyperboloidritzel mit längsgekrümmten Zähnen, die gegenwärtig in Gebrauch sind, völlig ausreicht.

Fig. 5 veranschaulicht grundsätzlich die Art und Weise, in der man eine Zahnlücke so herstellen kann, daß sie sich nach innen verjüngt. Es geschieht dies durch Verdrehen des Werkstücks um seine Achse in Verbindung alt einer Verschiebung in Richtung rechtwinklig zur WerkstUckachse und zur Achse des gedachten Zahnrades. Fig. 5 zeigt die Teilkegelfläche des Ritzels in der Zeiohenebene abgewälzt, die mit der Abwälzebene zusammenfällt. Befindet sich die Messerkopfaohse 17 bei i?A_r dann arbeiten die äußeren Mes8ersehneidkanten des Messerkopfes auf dem Kreis 18A die konkave Zahnflanke an der Stelle 3A heraus. Die inneren Messersohneidkanten des Messerkopfes führen gleichzeitig längs eines Kreises 19A einen vorläufigen Schnitt an der entgegengesetzten Flanke der Zahnlücke aus. Bevor nun die konvexe Zahnflanke k ihrer endgültigen Form entsprechend gefräst wird, werden der Messerkopf und das Ritzel relativ zueinander versetzt. Diese Versetzung feetfünt in einem Drehen des Ritzels, durch das seine konkave Flanke von 3A nach 3 wandert, und in einem gleichzeitigen Verschieben der Messerkopfachse in waagerechter Richtung mit Bezug auf das Ritzel in die Lage 17B. In dieser Lage bearbeiten die innen liegenden Schneidkanten des Messerkopfes längs

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eines Kreise· 19B die konvexe Zahnflanke 4. Auf diese Veise läßt sich erreichenι daß sich die Zahnlücke zwischen den Flanken 3 und 4 verjüngt. Es muß indessen verhindert werden, daß während dieses Versetzens durch Verdrehen und Verschieben eine spanabhebende Bearbeitung des Werkstücks stattfindet. Aus diesem Gründe wird die Abwälzbewegung soweit fortgesetzt, daß durch sie der Messerkopf von der Zahnlücke freikommt. An sich bestünde auch die Möglichkeit, die indessen beim vorliegenden Ausführungebeispiel nicht ausgenutzt wird, daß man den Messerkopf vom Werkstüok zurückzieht, während die relative Versetzung von Messerkopf und Ritzel durchgeführt wird.

Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, ist das Gestell 3i der Maschine mit Gleitführungen 32 zur Aufnahme eines Schlittens versehen, der das die Wiege aufnehmende Gehäuse bildet. Dieses Wiegengehäuse ist geradlinig waagerecht zwischen einer Bearbeitungsetellung, die in ausgezogenen Linien dargestellt ist, und einer Beschiokungsstellung verschiebbar, die strichpunktiert wiedergegeben ist. In dem Wlegengehaus· 33 i»t um eine Achse 35 drehbar dl« Wiege 34 gelagert. Di« Achse 35 iet um 20° zur Waagerechten geneigt und liegt in einer lotreohten, zur Gleitbahn 32 parallelen Ebene. Auf der Wiege ist ein Halter 36 verstellbar, in welchem die den Stirnmesserkopf C tragend« Werkseügfcpindel 37 drehbar gelagert ist. Durch Verstellen des Halter ?6 #uf der Wiege 34 kann man den Messerkopf auf verschiedene Abstände von der Wiegenachse 35 einstellen. Ferner kann man die Achse 38 der Werkzeugspindel zur Achse 35 um verschiedene Winkel geneigt und um verschiedene Beträge von der Achse 35 versetzt einstellen. Das Maß dieser V_erSetzung kann von NuIlttszu einem von den Masohinenabmessungen bestimmten

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Höchstmaß geändert werden. Auch kann man die Achse 38 gegenüber der Achse 35 nach beiden Seiten versetzen. Diese Einstellungen ermöglichen auch eine Verstellung der Werkzeugspindel längs ihrer Achse 38 im Halter 36. Durch welche Mittel das geschieht, ist an sich bekannt.

Auf waagerechten Gleitbahnen 41 des Gestells ist ein als Querschlitten ausgebildeter Ständer 39 geradlinig verschiebbar, und zwar in einer Richtung rechtwinklig zur Wiegenachse 35. Auf dem Ständer sind bogenförmige Gleitbahnen 42 angeordnet, auf denen schwenkbar und um eine waagerechte Achse 43 einstellbar ein Sektor 44 gelagert ist, der den Werkstüokspindelkopf 45 trägt. Die Achse 43 verläuft rechtwinklig zur Achse 35* Im Werkstückkopf ist die Werkstückspindel 46 drehbar gelagert, deren Achse 47 rechtwinklig die Achse 43 schneidet. Die Spindel trägt ein Futter 48 zur Aufnahme des Werkstücks. Is vorliegenden Falle handelt es sich bei dem Werkstück um ein mit einem Schaft versehenes Ritzel P. Der WerkstUokkopf 45 ist auf Führungsbahnen 49 des Sektors 44 verschiebbar und einstellbar, und zwar in einer zur Achse 47 parallelen Richtung. Daduroh kann man das Werkstück auf den gewünschten Abstand von der Achse 43 einstellen.

Der Antrieb der Maschine sei nun in soweit beschrieben,als es sich um seine übliche Wirkung handelt. Der Antrieb des Messerkopfes C (Fig. 8) erfolgt von einem Motor 51 aus über Riemenscheiben und Riemen 52, Weohselräder 53* Kegelräder 54, eine lotrechte Welle 551 Kegelräder 67 (oder 56) und 57, eine waagerechte Welle 58, Kegelräder 59 und eine mit der Wiegenachse 35 zuspmmenällende Welle 6l, Fig. 1 und 2. Getragen werden diese Teile des Antriebes durch das Wiegengehäuse 33. Der übrige Teil des Messer-

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kopfantriebes befindet sich in der Wiege selbst. Zu ihm gehören Stirnräder 62, Kegelräder 63 und Untersetzungsstirnräder 64, 65. Das Zahnrad 65 ist mit der Spindel 37 und dem Messerkopf C zu gemeinsamem Umlauf verbunden. Um die Wiege und die Werkstückspindel um ihre Achsen 35 und 47 hin und her zu drehen, ist eine Nockentrommel 66 im Wiegengehäuse 33 drehbar gelagert. Sie wird von der Welle 55 aus über eine Welle 68 und vom Wiegengehäuse getragene Kegelräder 69 angetrieben. Dieser Antrieb verläuft weiter über Wechselräder 711 72, eine waagerechte Welle 73 und eine Schneoke 74, die ein Schneckenrad 75 antreibt. Dieses ist mit der Nockentrommel 66 gekuppelt.

Nunmehr sei der Getriebezug beschrieben, der die Wiege mit der Werkstückspindel verbindet. Zu ihm gehören ein von der Wiege getragenes Schneckenrad 76, eine lotrechte Schnecke 77, Zahnräder 78, 791 eine Welle 81, ein Differentialantrisb bestehend aus seitlichen Zahnrädern 82, 83 und einem Planetenrad 84, eine mit einem Zahnrad 83 verkeilte Welle 85, Wechselräder 86 zum Bestimmen des Abwälzverhältnisses, und eine lotrechte Welle 87. Alle diese Getriebeteile sind im Wiegengehäuse untergebracht, wobei die Zahnräder 86 unter einem Deckel 88, Fig. 6, leicht zugänglich sind. In einem Gehäuse 91, Fig. 6 und 7, ist eine oben gelegene waagerechte Welle 89 derart angeordnet, daß sie um die Welle 87 und um eine lotrechte Welle 92 sohwingen kann, die in dem Ständer 39 gelagert ist. Mit der Welle 89 sind durch Keilwellen-Nuten Kegelräder 93 und 94 verbunden, die mit einem Zahnrad 95 der Welle 87 und einem Zahnrad 96 der Welle 92 kämmen. Diese Welle 92 steht mit einem auf der Werkstückspindelachse 47 angeordneten Sohneokenrad 106 in Verbindung durch Kegelräder 97,

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eine Welle 98, Kegelräder 99· eine Welle 101, Kegelräder 102, eine Teleskopwelle 103, Kegelräder 104 und eine Sohnecke 105. Die Welle 98 fällt mit der waagerechten Achse 43 zusammen und die Welle 103 verläuft parallel zur Spindelaohse 47. In den Sektor 44 sind eine Welle 101 und Zahnräder 102 angebracht, während sich Zahnräder 104 - 106 in Werkstüokspindelkopf 45 befinden. Das Sohneckenrad 106 ist an einer Buchse 107 befestigt, die durch eine nicht näher veranschaulichte Tel!schaltvorrichtung ■it der Werkstückspindel 46 gekuppelt ist. Auf die Bauart dieser Tei!schaltvorrichtung kommt es nioht an. Sie wird bei jeder Hin- und Herdrehung der Buohse einmal betätigt, um die Werkstückspindel 46 um eine Zahnteilung des Werkstücks mit Bezug auf die Buchse weiterzuschalten.

Der die Abwälzbewegung herbeiführende uetriebezug wird durch die Nockentrommel 66 hin und her gedreht. Zu diesem Zweok greift in eine ununterbrochene Umfangsnut der Nockentrommel eine Nockenrolle 111 ein, die von einem Schlitten 112 getragen wird. Dieser gleitet auf dem Wiegengehäuse 33 in lotrechter Richtung, also parallel zur Umlaufachse der Nookentrommel. Der Sohlitten 112 bildet eine Mutter, in die unter Zwischenschaltung von Lagerkugeln eine Schraubspindel 113 eingreift. Diese Schraubspindel ist drehbar gelagert und gegen axiale Verschiebung im Wiegengehäuse abgestützt. Die den Abwälzwinkel bestimmenden Zahnräder 114 und das Zahnrad 115 stellen die Antriebsverbindung zwischen der Schraubspindel und dem Zahnrad 79 des Abwälzgetriebezuges her. Die Nockentrommel 66 dreht sich stets in derselben Richtung. Dabei verschiebt sie durch ihre Schubkurvennut den Schlitten 112 hin und her, der seinerseits die Schraubspindel 113 bin und her dreht. Diese

Drehung wird durch den Abwälzgetriebezug auf die Wiege 34 und auf

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die Werkstückspindel 46 übertragen.

Ua nun nach einen zur Zeit in erheblichen Umfange verwendeten Verfahren sich verjüngende Zahnschlltze in Abwälzverfahren herauszuarbeiten, ist an der Nookentrommel 66 eine Kurvenscheibe 116, Fig. 8 und 9» angekuppelt. Diese wirkt über eine Nockenrolle 117, einen Hebel 118 und eine Zahnstange 119 auf ein Ritzel 120 und dreht dieses hin und her. Diese Drehung wird duroh ein Differential 82, 83 und 84 der Drehung der Welle 81 duroh die Nookentrommei 66 überlagert. Die Summe der beiden durch die Nocken hervorgerufenen Drehungen wird auf die Welle 85 und die Werkstückspindel 46 übertragen. Die Kurvenscheibe 116 hat eine langsam steigende Erhöhung, an die sich ein kurzer Abfall anschließt. Die Erhöhung erzeugt eine Drehung der Welle

127 in derselben Richtung. Diese Drehung währt ungefähr ebenso lange wie die Vorwärts- und RUckdrehung der Welle 81 duroh die Nookentrommel 66. Der Abfall der Kurvenscheibe kommt dicht am Umkehrpunkt der Welle 81 zur Wirkung, wenn die Erzeugung der konvexen Zahnflanke beendet ist und keine spanabhebende Bearbeitung mehr stattfindet. Da die von den beiden Nocken hervorgerufenen einander überlagerten Drehungen während der Abwälzbewegung in der einen Riohtung mit demselben Vorzelohen erfolgen, aber während des RUokwälzene ein entgegengesetztes Vorzeichen haben, 1st das Abwälzverhältal· zwischen Wiege und Werkstückspindel bei der Abwälzung in der einen Riohtung größer als bei der Abwälzung In der entgegengesetzten Riohtung. Dadurch wird erreicht, daß sioh die Zahnlttcken verjüngen, was an sich bekannt ist. In Fällen, in denen man diese Wirkung nicht wünscht, kann man eins der Zahnräder

128 herausnehmen und den Halter 132 gegen Drehung sichern.

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Bei der Maschine des vorliegenden Aueführungsbeispiels ist der die Rolle 117 tragende Hebel 118 um eine Achse 121 schwenkbar am Wiegengehäuse 33 gelagert und durch einen Gelenkzapfen mit einem hydraulischen Zylinder 123 verbunden. Ein in diesem Zylinder laufender Kolben 124 besteht aus einem Stück mit der Zahnstange 119. An einem Teil 125 des Wiegengehäuses 33 i*t eine Rolle 126 gelagert, welche die Zahnstange in Eingriff mit dem Ritzel 120 hält und außerdem zur drehbaren Lagerung des benachbarten Teils der Welle 127 dient, auf der das Ritzel befestigt ist. Die Welle 127 ist mit dem Differentialgetriebe duroh Wechselräder 128, Übertragungsräder 129 und ein am Halter 132 des Planetenrades 84 befestigtes Zahnrad 131 verbunden, wobei der Planetenrad träger auf der Welle 85 drehbar gelagert ist. Wechselt man die Räder 128 aus, so kann man damit das Verhältnis der Drehungen ändern, die durch die Nookentrommel 66 und die Nockenscheibe 116 hervorgerufen werden. Auf diese Weise kann man das Maß verändern, um das sich die Zahnlücken verjüngen.

Das beschriebene Getriebe wird auch dazu verwendet, den Abwälzgetriebezug derart anzutreiben, daß dadurch die am Ende des Abwälzen» in jeder Richtung erforderliche Versetzung des . Werkstückrades P um einen bestimmten Winkel erfolgt, wie es zuvor mit Bezug auf Fig* 5 beschrieben wurde. Dieses Versetzen geschieht duroh die Bewegung des Kolbens 124 im Zylinder 123* Zu diesem Zweck wird der Kolben mit dem hydraulischen Druckmittel Über Leitungen 133 und 134 und ein Steuerventil 135 beaufschlagt. Dieses Umsteuerventil ist an eine Druckleitung angeschlossen, und zwar über eine Leitung 136. Außerdem ist sie an eine Abflußleitung 137 angeschlossen. Wie Fig. 8 zeigt, wird das Umsteuerventil

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durch einen Nooken 138 betätigt, der im Verhältnis 1 : 1 mit der Nockentrommel 66 umläuft und von der Welle 73 aus Über Kegelräder 139 und Schnecke und Schneckenrad 141 angetrieben wird. Der Nocken 138 steht in einer solchen Phasenbeziehung zur Noekentrommel 66, daß das Umsteuerventil 135 bei jedesmaligem Wechsel der Drehriohtung der Wiege umgesteuert wird. Wie weit die Werkstückspindel jedesmal im Winkel versetzt wird, richtet sich flach der Einstellung einer Schraube 142, die in den Zylinder 123 eingeschraubt ist und den Hub des Kolbens 124 bestimmt. Die Schraube 142 wird nach erfolgter Einstellung durch eine Stellschraube 143 festgeklemmt.

Gleichzeitig mit dieser Winkelversetzung wird die Werkstückspindel durch geradlinige Verschiebung versetzt, wie dies in Verbindung mit Fig. 5 erläutert wurde. Diese Versetzung erfolgt mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders und eines Kolbens 144, 145» Fig. 9. Dadurch kann der Werkstückständer 39 auf den Gleitbahnen 41 des Gestells 31, Fig. 6, verschoben werden. Der Zylinder ist an dem Ständer befestigt, und die Stange 146 des Kolbens ist in das Gestell 31 eingeschraubt. Der Hub dieser Verstellung läßt sich durch eine rohrförmige Schraube 14? einstellen, und danach wird diese Schraube durch eine Stellschraube 148 festgeklemmt. Um den Verstellbereich des Ständers (Zylinder 144) nach links mit Bezug auf Fig. 9 zu begrenzen, kann die Stange 146 im Gestell durch Verschraubung verstellt werden. Danach wird diese Stange durch eine Stellschraube 149 festgeklemmt. Die hydraulischen Leitungen 133» i34 verlaufen zu den beiderseitigen Enden des Zylinders 144, so daß die geradlinige Versetzung und die WinkelVersetzung des Werkstücks gegenüber dem von der Wiege getragenen Messerkopf in

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der mit Bezug auf Flg. 5 erläuterten Weise gleichzeitig herbeigeführt werden können. Gewünschtenfalls können diese Leitungen an den Zylinder 123 oder dem Zylinder 144 oder an beiden Zylindern vertausoht werden. Auch kann die Schraube 142 oder die Sohraube 147 oder beide Schrauben derart eingestellt werden, daß jeder Kolbenhub in den Zylindern unterbleibt. Auf diese Weise ist die Möglichkeit geboten, die Versetzungen nach Wunsch vorzunehmen, und zwar entweder mit oder ohne zusätzliche, vom Nocken Il6 abgeleitete Bewegung zur Herstellung der ZahnlUckeuflanken 3, 4, Fig. 1. Diese werden daher bis auf eine Gestalt geschruppt, die sich der endgültigen Gestalt eng anschmiegt.

Fig. 10 veranschaulicht schematisch die Einrichtung zum Verschwenken des Sektors 44 und des an ihm angebrachten Werkstüokspindelkopfes 45 um die waagerechte Achse 43. Durch diese Verschwenkung wird das "erkstück P wahlweise entweder in die Schneidstellung gebracht, in der die Werks tuekaobse 47 geneigt verläuft, oder in eine Beschickungsstellung, in der die Werkstüokachse senkrecht steht, wie bei 47* gezeigt. Diese Einrichtung enthält einen hydraulischen Zylinder 151, der am Ständer 39 um eine waagerechte Achse 152 schwenkbar gelagert ist, und einen im Zylinder verschiebbaren Kolben 153, dessen Stange 154 schwenkbar mit waagerechter Schwenkachse 155 am Sektor 44 angreift. Der den Sohwenkwink·! der Achse 47 gegenüber der Lotrechten bestimmende Hub des Kolbens läßt sich verstellen. Zu diesem Zweck stößt der Zylinder an eine Stellschraube 156 an, die in einer auf der Stange 154 sitzenden Armatur verschraubbar und dadurch einstellbar ist. Nach erfolgter Einstellung in dieser Armatur wird die Sohraube durch eine Stellschraube 157 festgeklemmt.

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Die Verschiebung des Wiegengehäuse 55 auf den Gleitbahnen 52, Fig. 6 und 7, erfolgt gemeinsam duroh einen Vorsohubnooken 158, Fig. 8 und 11, und duroh Kolben 159 und l6i, Fig. 10, die eine Zahnstange 162 hin und her bewegen und in einem Zylinder 165 angeordnet sind. Die Nockenscheibe 158 ist im. Wiegengehäuse 55 zu gemeinsamer Drehung mit der Nookentrommel 66 um eine lotrechte Achse gelagert. Der Zylinder 165 ist an einem verstellbaren Lagerbook 164 befestigt, der auf dem Maschinengestell 51 der waagerechten Richtung der Gleitbahn 52 des Wiegengehäuses 55 duroh eine Schraubspindel 165 verstellbar ist. Naoh beendigter Verstellung wird der Lagerbook am Gestell duroh Klemmschrauben festgeklemmt, die nicht nähar dargestellt sind. Dank dieser Einstellung kann man das Wiegengehäuse in die Lage bringen, die zum Herstellen eines Zahnrades von gewttnsohtem isBatmuster erforderlich ist.

Die Zahnstange 162 kämmt mit einem Ritzel 166, das an einer duroh den Lagerbook 164 drehbar abgestützten Kurbel 167 befestigt ist. Der Kurbelzapfen 168 greift in einen quer verlaufenden Kulissensohlitz 169 eines Schlittens 171 ein, der auf dem Gestell längs einer Bahn verschiebbar geführt 1st, die parallel zu derjenigen des Wiegengehäuses 55 und des Lagerbock» 164 verläuft. Auf dem Schlitten 171 ist eine an einer Walze 175 anliegende Backe 172 derart angebracht, daß sie um eine lotrechte Achse verstellt werden kann. Diese Walze ist xwischen der Backe, einer Fläche des Wiegengehäuses 55 und der Stirnfläche eines Stößel» 175 eingeklemmt. Dieser Stößel ist im Wiegenattäuse quer zu diesem hin und her baweglioh geführt und trägt eine Nookenrolle 176, die an dem Nocken 158 anliegt. Im Wiegengehäuse 55 1st ein Zylinder 178

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vorgesehen, der einen hydraulischen Kolben 177 enthält. Dieser steht ständig unter hydraulischem Druok und sucht daher das Wiegengehäuse mit Bezug auf Fig. 11, 6 und 7 nach links relativ zum Schlitten 171 zu verschieben, um dadurch die Belastung der Walze 173 und der Noekenrolle 176 aufrechtzuerhalten. Die Backe 172 kann man derart schräg einstellen, daß dadurch die Strecke verändert werden kann, um welche das Wiegengehäuse 33 durch den Nocken 58 vorgeschoben wird.

Bei Beginn des Betriebes befinden sioh das Wiegengehäuse und der Sektor 44 in der Besobickungslage, in der das Werkstück eingespannt werden kann. In dieser Stellung steht der Antrieb der Maschine, Fig. 8, still, wobei der Vorsohubnocken 158 die Stellung einnimmt, in der das Wiegengehäuse 33 zurückgezogen ist. Die Nockentromaiei 66 befindet sioh in der Lage, in der die Abwälzbewegung beendet ist, die vom inneren zum äußeren Ende der Zahnlücke (bis dicht über den Punkt 9, Fig. 2) erfolgt war. Nachdem man das Werkstück auf der Spindel 46 festgespannt hat, schaltet man ein Umsteuerventil 179 um, das an eine Druckleitung und eine Abflußleitung angeschlossen ist. Dadurch wird die Leitung unter Druck gesetzt und die Leitung 182 auf Abfluß geschaltet, In der Leitung 182 ist eine Drosselstelle 184 mit einem Rückschlagventil 183 eingeschaltet. Aus diesem Grunde bewegen sioh die Kolben 159, l6l und die Zahnstange 162 ziemlich langsam nach links (mit Bezug auf Fig. 10). Während ihres Hubes dreht die Zahnstange das Ritzel 166 und die Kurbel l67 ausgehend von der strichpunktierten Lage um 180° bis in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage in Fig. 11. Dadurch wird der Sohlitten 171 naoh rechts bewegt. Das Wiegengehäuse 33 bewegt sioh als Ganzes zusammen mit dem Schlitten 171 aus der Besohlokungslage, die in Fig. 7 striohpunk-

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tiert dargestellt ist, bis in die in ausgezogenen Linien dargestellte Fräseteilung.

Bereits ziemlich frühzeitig im Verlauf seiner Bewegung hatte der Kolben 159 eine in die Leitung 185 führende Steuermündung freigelegt. Diese Leitung führt über ein Rückschlagventil 186 und eine Leitung 187 zum Zylinder 151. Infolgedessen gelangt das Druckmittel von der Leitung 181 zur unteren Seite des Kolbens 153· Gleichzeitig legt der Kolben l6l eine Steuermündung frei, die durch Kanäle 188 und 189 mit dem oberen Ende des Zylinders 151 verbunden ist. Die Druckflüssigkeit kann daher vom Zylinder in eine Abflußleitung 191 fließen. Das hat zur Folge, daß der Kolben 53 den Sektor 44 um die Achse 43 derart verschwenkt, daß dadurch die Werkstückachse in die Frässtellung 47 gelangt. Es geschieht dies frühzeitig während des verhältnismäßig langsamen Vorsohubes des Wiegengehäuse 33 in die Frässtellung. Nähert sich der Kolben 159 seiner linken Grenzstellung mit Bezug auf Fig. 10, dann legt er eine Steuermündung frei, die in den Kanal 192 führt. Das hat zur Folge, daß das Druckmittel von der Leitung 181 aus zu hydraulischen Klemmen 193 fließt, die infolgedessen den Sektor 44 am Ständer 39 festklemmen.

Dann wird der Motor 51 angelassen. Der Nocken 158 drückt infolgedessen mittels der Nockenrolle 176 die Walze 173 herab, die auf der Backe 172 abrollt und das Wiegengehäuse 33 derart nach rechts versohiebt, daß der Messerkopf C bis zur vollen Tiefe der Zahnlücke in das Werkstück einsticht. Wiege und Werkstück stehen dabei ganz oder fast ganz still, da während dieses Vorschubes des Wiegengehäuses solche Schubkurvenstrecken der Nockentrommel und der Nockenscheibe 116 wirken, die die an ihnen anliegenden

Nookenrollen ganz oder fast ganz in Ruhe belassen. Zuweilen indesser

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empfiehlt es sich während des Eimbeohens, eine geringe Wälzbewegung herbeizuführen, um dadurch die beiderseitigen Sohneidkanten des Messerkopfes mit gleichgroßen Sohnittkräften zu belasten. Das hängt von den Neigungen der beiderseitigen Messersohneidkanten mit Bezug auf die Einstechrichtung ab. Dennoch findet im wesentlichen bei diesem Verfahrenssohritt nur ein reines Einstechen statt. Ist dieses beendet, dann drückt der Nooken 158 durch Einwirken auf die Nookenrolle 176 und die Walze 173 das Wiegengehäuse 33 fest an einen am Lagerbook 164 vorgesehemnAnsohlag 194, was zur Wirkung hat, daß das Wiegengehäuse 33 »■ Maschinengestell 31 festgeklemmt wird. Wenn das Einsteohen beendet ist, dann befindet sich die Nookenrolle 176 auf einer Rühestrecke des Umfangeβ des Nookens 158. Diese Ruhestreoke wird gleichzeitig wirksam wie Ruhenstrecken der Nookentrommel 66 und der Nockenscheibe 116, die alsdann ihre Nookenrollen in Ruhe belassen. Nunmehr ist der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien gezeigte Einstich in das Werkstück beendet. Alsdann bewirken die Nockenrolle 66 und die Nockenscheibe 116 die Abwälzdrehungen der Wiege und der Werkstückspindel erst in Vorwärts- und dann in Rüokwärtsriohtung. Dabei werden nacheinander die ZahnlUokenflanken 3 und 4, Fig. 1 und 2, im Abwälzverfahren herausgearbeitet. Bei Beendigung der RUokwälzung und bei Beginn der folgenden Vorwärtswälzung kommt der Abfall der Sohubkurve des Nookens 158 zur Wirkung und gestattet dem Kolben i?7i das Wiegengehäuse 33 zurückzuziehen. Nunmehr wird die Teilsohaltung der Werkstückspindel unter Steuerung durch das Ventil 195 durohgeführt, das durch einen Nooken 196 umgeschaltet wird. Dieser dreht sich zusammen mit dem Nocken 138, Fig. 8.

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Di· Maschine wiederholt nun die Arbeitsspiele, bei denen je da« Herausfräsen der Zahnflanken und die Teilsohaltung er· folgen, wie et vorstehend Beschrieben wurde. Out setzt sich solange fort, his sämtliche Zahnlttoken des Werkstücks herausgefräst sind. Dann wird der Motor 51 stillgesetzt und das Umsteuerrentil 179 umgeschaltet, so dafi die Leitung 182 unter Druck gesetzt wird, der über das Rückschlagventil 183 »uf den Kolben 161 wirkt. Die Leitung 181 hingegen wird auf Abfluß gesohaltet, so daß die Kolben l6l,«:159 naoh rechts laufen und die Kurbel 167 derart verdrehen, daß das Wiegengehäuse 33 zurUokgezogen wird. Während dieser kuokzugbewegung deckt der Kolben 159 die Steuermündung der Leitung 198 auf. Daduroh werden die Kiemen 193 vo« Draok entlastet. Indessen verhindern das Rückschlagventil 186 und ein Überdruckventil 197, dafl der Sektor kk herabgeht. Das geschieht erst dann, wenn das Wiegengehäuse fast vollständig zurückgezogen 1st. In dieser Zeit nämlioh legt der Kolben 161 eine Steuemtindung 198 frei, durch die das Druckmittel von der Leitung 182 zur Leitung 189 gelangt. Es wird daher das obere Ende des Zylinders 151 unter Druck gesetzt, so dafi der Sektor um die Achse %3 herabsohwlngt und die A₀IiSe der Werkstückspindel in die lotreohte Lage 47* bringt.

Qemäfl Fig. 8 steuert ein anderer Nocken 199, der zusammen mit den Nooken 133 und 196 umläuft, ein Ventil 201 für die hydraul ig ohen Klemmen £02, Fig. 6, die den Ständer 39 am Gestell die ganze Zeit Über festklemmen ausgenommen die Zeltspannen, in denen die Noo&estiroitmel 166 und die Nockenscheibe 116 die Abwälzbewegung umkehren· «jedesmal, wenn das g9sohleht, gibt das Ventil 801 die Klemmen frei. Das ist erforderlich» damit der Ständerdunfcden dem Zylinder 1%% zugeführten Druck versetzt werden kann, vgl. Fig.9.

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01· beschriebene Masohine eignet ei oh besonder· gut dazu, naoh dee Abwälzverfahren Ritzel zu schruppen, die nachträglich geschlichtet werden Bussen. Das Schlichten kann auf derselben Maschine oder auf einer in verschiedenen Hinsichten abgeänderten Maschine durchgeführt werden. Da bein Schlichten der Fräsvorgang gewöhnlich nur bei der Abwälzbewegung in der einen Richtung durchgeführt wird, verläuft das Rttokwälzen leer. Da« her kann während des Rückwälzens die Teilschaltbewegung der Werkstückspindel erfolgen. Das erfordert lediglich oine Abänderung des Teilsohaltnoökens 196 derart, daß die Ruhestrecke auf dem Nookenumfang fortfällt, die für das Einstechen vorgesehen ist, und daß die P&aeenheisieirang ssur Nookentroiaael 66 geändert wird. Weitere Änderungen kennen sieh, darauf erstrecken, daß das Differential 82 - 8k fortfällt und der die Nockenscheibe 116 enthaltene ©etriebeasisg unü Sie anderen zur Überlagerung der Abwälzbewegungen über das Differential dienenden in Fig. 9 gezeigten Elemente fortfallen. Auch können ä®r zum Versetzen des Ständers dienende Zylinder 144 und Sie hydraulischen Klenmen und ihre Steuerung 199t 201 fortfallen, da bei» Schlichten der Ständer 39 am Gestell für die ganze Dauer des Arbeitsspiels der Maschine festgeklemmt bleibt.

SAD ORIGINAL 90 9 8 32/OUO

Claims

"1532743

PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. MARTI N LICHT

Dr.REINHOLD SCHMIDT

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN

8MDNCHEN₂-THERESIENSTRASSESs Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HAN S MAN N

THE GLEASON WOEKS %L Dipl.-Phys. S E BASTIAN H E R RMAN N

ROCHESTER, N. Y. 1*603

•München, den 5, AugUSt 1966

UNIVERSITY AVENUE 1000

Ihr Zeichen Unser Zeichen

V. St. A. ML/Pe

Patentanmeldung; Abwälzverfahren und Vorrichtung zum Herstellen

γόη Kegel- oder Hyperboloidzahnrädern mit längsgekrümmten Zähnen

Patentansprüche

1. Abwälzverfahren zum Herstellen eines Kegel- oder Hyperboloidzahnrades mit längsgekrümmten Zähnen mittels eines umlaufenden Werkzeugs, dessen einander entgegengesetzte seitliche Schneidflachen gleichachsige Rotationsflächen sind und die Flanken eines Zahnes eines gedachten Zahnrades darstellen, an dem das Werkstück abgewälzt wird, gekennzeichnet durch die Aufeinanderfolge sämtlicher folgenden Schritte:

(a) Zwischen Werkzeug C und Werkstück P wird eine relative Einstech-Vorsehubbewegung herbeigeführt, während in den Abwälzumlauf von Werkzeug und Werkstück um deren Achsen (35 und 47) eine Pause ungefähr in der Endstellung (6) der Abwälzerzeugung der konkaven Zahnflanke der Zahnlücke an deren äußerem Ende (2) eingeschaltet 1st;
co

^ (b) Werkzeug und Werkstück führen die Abwälzdrehung in Vor-

ο wärtsrichtung aus, um die konkave Flanke der Zahnlücke bis zu *■>- deren innerem Ende (l) zu bewirken;

O Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

. «sr -

(ο) Werkzeug und Werkstück führen die Abwälzdrehung rüokwärte aus, um die konvexe Flanke (4) der Zahnlücke von deren innerem zum äußeren Ende zu bewirken;

(d) Es findet ein gegenseitiger Rückzug zwischen Werkzeug und Werkstück statt;

(e) Während dieses gegenseitigen RUokzuges von Werkzeug und Werkstüok erfährt das Werkstück eine Teilschaltung in Vorbereitung des Erzeugens der folgenden Zahnlücke, wobei Werkzeug und Werkstück in Vorwärtsrichtung die Abwälzdrehung um ihre Achsen ungefähr bis zu der genannten Eudeteilung (6) erfahren;

(f) In die Abwälzdrehung wird die Pause zur Wiederholirag des Schrittes (a) eingeschaltet.

2. Verfahren naoh Anspruch i, dadurch g®l£©an2«i©liiaet_t daß das Werkstück (P) nach Beendigung der Auwälzersseugung asr konkaven Flank® seiner Zahnlücke »©wahl um seda® A©feae (47) gedreht ftla aucfe mit Bezug auf das gedacht® Zahnrad ?e<Tiht-,rl'ak&±& zu sie β sen Achse (35) Ms iß ©ine Stellamg versclioiJ®Ei wiri_s von der aus die Abwälzerzeugung €er konvexen SanßOaak® üqt Zßikmlü&k® des Werkstücks erfolgt, Mud daB u&Qh. B&Qmäl&umg äiesss· Abwälzer beugung das Werkstück (P) wieder zurtiolsverschoben und verdreht wird.

5. Verfahren nach Aue^rwsh i aäer 2_S net, daßbeidirRückwärts-AtowSisöraliffiag ®in ©nöeree gewählt wird als bei der Vcy

4. Verfahren nach ÄfößprffioSa i, 2 &ä&r 3» cl©disr©M zeichnet, daß der Einetloh-yorsehiab vmd «rM®ks?i3 längs eiaer Bah» ^ erfolgt, die iß einem &pits©a Winkel imr ASifea© (3§) «les g®»^

dachten Zahnrad·· («neigt let und in «in«r Ebene liegt, die parallel zu den beiden Achsen (35» 47) d·· gedachten Zahnrad·· und de· Werkstücks verläuft.

5» Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel sich der Größenordnung naoh auf 20° beläuft.

6. Abwälzrerfahren zu· Herstellen von Zahnrädern alt sich verjüngenden Zahnlücken Mittels eines umlaufenden Werkzeugs (C)₁ dessen einander gegenüberliegende seitliche Sohneidfläohen die beider«eitigen_t von gleichartigen Rotationsflächen gebildeten Flanken eines Zahnes eines gedachten Zahnrades darstellen, daduroh gekennzeichnet, daß die eine Flanke (3) der Zahnlücke des Werkst Uoks ait der einen Schneidfläche des Werkzeugs im Abwälzverfahren erzeugt wird, indem - das Werkstüokrad um seine Achse (47) umläuft und sich gleichzeitig das Werkzeug um die Achse (35) des gedachten Zahnrades dreht, das alsdann das Werkstückrad ait Bezug auf die Achse des erzeugenden Zahnrades rechtwinklig zu dieser Achse und zu seiner eigenen Achse verschoben wird und eine relative Drehung zwieohen dem Werkzeug und dem WerkstUckrad um eine der Achsen stattfindet, um die andere schneidende Fläche des Werkzeugs in die Lage zu bringen, in der sie die andere Flanke de» Zahnlücke berührt, und dal alsdann im Abwälzverfahren diese andere Flanke der ZahalMoke erzeugt wird, indem »lon das Werkzeugrad tu sein« Achse surttokareht und sich gleichseitig das Werkzeug na die Ach·· des gedaohten Sahnrad·· rUckwärt· dreht.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werketüokrad während der Abwälzerzeugung der einen Flanke (3) seiner Zahnlücke »it eine« anderen Gesohwlndigkeitaverhältnis der Abwälzdrehung des Werkzeugs um die Achse des gedachten Zahnrades umläuft, als es bei der Abwälzerzeugung der andren Flanke (4) der Zahnlücke der Fall ist·

8. Verfahren naoh Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Drehung eine Drehung des WerkstUckzahnradeβ um seine Achse ist.

9. Maschine zum Herstellen von Kegel- oder Hyperboloidssahnrädern mit längsgekrümmten Zähnen naoh dem Abwälzverfahren» insbesondere nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1-5» mit einem Gestell (31)» auf dem ein die drehbare Werkstückspindel (46) aufnehmender Werkstückkopf (45) und ein Wiegengehäuse (33) angeordnet sind, in welchem die das drehbare Schneidwerkzeug (G) tragende Wiege (34) drehbar gelagert ist, und zwar derart» daß der Werkstüokkopf (45) und daa Wiegengehäuse (33) relativ zueinander hin und her verschiebbar sind» um den Vorschub und Rückzug des Werkzeugs (C) gegenüber der Werkstückspindel (46) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung dieser Hin- und HerverSchiebung in einer Ebene liegt, die parallel zur Werkstückspindel (46) und der Wiegenumlaufachse (35) verläuft, die zu dieser Richtung um einen spitzen Winkel geneigt ist.

10. Maschine naoh Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Wiegengehäuse (33) in der im Ansρ ruoh 9 angegebenen Riohtung

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auf einer Gleitbahn (32) des Maschinengestells (31) zwecks Vorschubes und Rückzuges verschiebbar ist.

11. Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel der Größenordnung nach 20° beträgt.

12. Maschine nach Anspruch 9» 10 oder 11 mit einem Antrieb (51, 66, 77, 105) zum Hin- und Herdrehen der Wiege und der Werkstückspindel zwecks Herausarbeitens einer Zahnlücke am Werkstück in Abwälzverfahren beginnend am äußeren (2) und fortschreitend zum inneren Zahnende (l) gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung dieses Antriebes (51, 66, 77, 105) derzufolge in den Abwälzdrehungen eine Pause eingeschaltet wird, wenn die Abwälzbewegung vom äußeren Ende der Zahnlücke beginnend bis zu einer Stelle (6) fortgeschritten ist, die dicht am äußeren Zahnende an der konkaven Zahnflanke (3) der Zahnlücke liegt und weiter gekennzeichnet durch einen Vorschubantrieb (158), der dem Abwälzantrieb (51, 66, 771 105) derart zugeordnet ist, daß er in der Pause das Einstechen des Werkzeugs in das Werkstück bewirkt und bei Beendigung der RUokwälzung vom inneren zum äußeren Zahnende den relativen Rückzug zwischen Werkzeug und Werkstück herbeiführt.

13· Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abwälzautrieb (51* 66, 77, 105) in an sich bekannter Weise eine Teilschaltvorriohtung (196, 107) enthält, welche die Werkstückspindel (46) in demjenigen Zeitraum weiterschaltob, der mit der vom äußeren zum inneren Zahnende fortschreitenden Abwälzbewegung beginnt und mit dem Einstechen endet.

Ö Ö 9 8 3 2 / Öl qJ^P

14. Maschine naoh einen der AnaprUche 9 - 13» dadurch gekennzeichnet, daß der WerkstUckkopf (45) gegenüber dem Gestell (31) u* eine Achse (43) schwenkbar ist, dl· senkreoht auf der la Anspruch 9 angegebenen, die Vorsohubriohtung aufnehmenden Ebene steht und die Wiegenumlaufaohse (35) in derjenigen Lage des Wiegengehäuses (33) schneidet, die dieses Gehäuse am Ende des Einstechen· einnimmt, und daß duroh einen Antrieb (153) sowohl (a) der Werkstttokkopf um die senkrechte Aohse in einem Sinne vereohwenkbar ist, duroh den die Werkstückspindel (46) aus der Besohiokungsstellung (47^f) heraus senkreoht zur Richtung der Hin- und Herbewegung des Wiegengehäuses (33) versohwenkt und dann das Gehäuse in der Einstechriohtung in die Sohneidstellung gebracht wird, als auch (b) das Wiegengehäuse (33) aus der Sohneidstellung zurückziehbar und der Werkstückkopf (45) alsdann in einer Richtung drehbar.istjltaria welche die Werkstückspindel (46) in die Beschickung«lage gebracht wird.

15* Maschine naoh eines der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, daß die im Anspruch 9 angegebene ¥or*ohuhriohtung waagerecht und die dort näher bezeichnete Ebene lotrecht verläuft und die Wiegenustiaufaohse (35) vom hinteren Ende der das Werkzeug (C) tragenden Wiege naoh vorn aufwärts geneigt ist.

16. Maschine naoh Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dafl der Werkstttokkopf (%5) «it Besug auf das Gestell (31) um eine waagerechte Achse (43) schwenkbar 1st, die rechtwinklig sur Wiegenaohse (35) verläuft <mü diese ungefähr in Ä«rjeaige& Lage de·

Wiegengehäuses (33) sotestdet, die dieses an Eaä« dee EiMt®@hens

einnimmt.

§09332/01*8

r- -er _t

BAD ORiGIrJAL

17. Malchin· naoh Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Werk·tüokkopf (45) schwenkbar auf einem SohlUten (39) angeordnet ist, der auf de« Gesteil (31) iu Richtung der waagerechten Achse (43) verstellbar ist.

18«? Maschine naoh Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstüokkopf (45) «uf dem Schlitten (39) durch einen Sektor (44) rersohwenkbar ist, der auf dem Sohlitten (39) um die waagerechte Aohse (43) schwenkbar angebracht ist, wobei der Werkstuokkopf (45) auf de» Sektor (44) in Riohtung der Aohse (47) der Werkstückspindel (46) verstellbar ist.

19» Masohine naoh Anspruoh 16, 17 oder 18, gekennzeichnet duroh einen Antrieb (179, 153* 159, 16I), duroh den der Reihe naoh erstens der WerkstUokkopf (45) um die waagerechte Aohse (43) in einer Riohtung drehbar 1st, duroh welobe die Werkstückspindel (46) aus ihrer senkrechten Besohiokungslage in eine sur Senkrechten geneigte Bearbeitungslage gelangt, sweltens das Wiegengehäuse (35) In die Sohneidstellung verschiebbar ist, drittens dieses Gehäuse aus der Sohneidstellung surUoksiehbar ist und viertens der Werkstuokkopf in einer Riohtung versehwenkbar 1st, duroh welohe die Werkstückspindel (46) in die senkrechte Besohiokungslage gelangt.

o 20. Masohine buk Herstellen von Kegel- oder Byperbolold-

rädern alt längsgekrUaaten Zähnen la Abwälzverfahren, insbesondere to

^ la Verfahren naoh Anspruoh 6, 7 oder 8 alt einea Gestell (31) auf ^ dem «in die drehbare Werkstückspindel (46) aufnehmender Werkstüok-

«9 kopf (45) und waagerecht hin und her verschiebbar ein Wiegengehäuse (33) angebracht sind, in welchem drehbar eine das umlaufende Sohneid

BAD ORIGINAL

werkzeug (C) tragende Wiege (34) gelagert ist und daher duroh Hin- und Herverschieben des Wiegengehäuses (33) die relative Vorschub- »ad BückzttghewGgung zwischen Werkzeug und Werkstückspindel ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dafl auf den Gestell (3i) in waagerechter Richtung rechtwinklig zur Vorsohub«- richtung des Wlegengehäuses (33) ein Schlitten (39) verschieb»· bar let, auf welchen der Werkstuekkopf (45) um eine Achse (43) schwenkbar angebracht ist, die eich in der Verstellriohtung des Schlittens (39) erstreckt und senkreoht zur Wiegenumlaufachse (35) verläuft und diese Umlaufachse (35) in derjenigen Lage des Wiegengehäuses (33) schneidet, in der sioh dieses am Ende des Vorschubes befindet.

21, Maschine nach Anspruch 20 mit einem Getriebezug (77, 105), der die Wiege (34) mit der Werkstückspindel (46) zu gleichzeitiger Drehung kuppelt und duroh einen umsteuerbaren Antrieb (66) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (39) duroh einen Antrieb (138, 135» 145) bei Umsteuerung des Getriebezuges (77» 105) in dem einen Drehsinn auf dem Gestell (31) In der einen waagerechten Richtung verschiebbar ist und bei Umsteuerung des Getriebezuges (77» 105) im anderen Drehsinne in der entgegengesetzten Richtung verschiebbar ist.

22. Maschine nach Anspruoh 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebezug (77, 105) Einrichtungen (I24_f 84) enthält, durch welohe die Werkstückspindel (46) ohne gleichzeitige Drehung der Wiege (34) im Takt mit der Verschiebung des Schlittens (39) hin und her drehbar ist. _9oqfl.,_/ftU

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23. Maschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet» daß die in dieses Anspruch genannte Einrichtung (124, 84) ein Differentialgetriebe (82-84) enthält, das in den Getriebezug
(77, 105) eingeschaltet ist und der Werkstückspindel (46) zugleich mit den VerschieDungen des Schlittens (39) die Hin-
und Herdrehungen erteilt.

24. Maschine nach einen der Ansprüche 20 - 23, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116, 119, 84) zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses zwischen Wiege (34) und Werkstückspindel (46) nach Umsteuerung des Abwälzgetriebezuges (77, 105).

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