DE1552780B2

DE1552780B2 - 21.06.65 USA 465487 Vorrichtung zum Richten unrunder Zahnkränze

Info

Publication number: DE1552780B2
Application number: DE1552780A
Authority: DE
Inventors: Russel W. Detroit Anthony; Carl H. Harper Woods Motz
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1965-06-21
Filing date: 1966-06-21
Publication date: 1975-01-09
Also published as: US3353391A; DE1552780A1; GB1146901A; DE1552780C3; US3353392A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Richten unrunder Zahnkränze, mit zwei einander in bezug auf den Zahnkranz diametral gegenüberliegenden und in ihrem Abstand voneinander verstellbaren, antreibbaren Druckrollen, an denen sich der Zahnkranz abwälzt.

Vorrichtungen dieser Gattung zum Richten innen- oder außenverzahnter Zahnkränze sind aus der US-PS ■ 3 000 426 bekannt. Dort sind die Druckrollen glatte zylindrische Rollen, die bei innenverzahnten Zahnkränzen gegen deren Außenseite und bei außenverzahnten Zahnkränzen gegen deren Innenseite drücken. Will man mit einer solchen bekannten Vorrichtung einen Zahnkranz derart richten, daß der Teilkreis der Verzahnung von Unrundheiten befreit wird, so ist es meist erforderlich, den Rundlauffehler der Verzahnung während des Richtens mehrfach zu messen und danach den von den Druckrollen auf den Zahnkranz aufgebrachten Druck in einzelnen Winkelbereichen des Zahnkranzes zu verstärken und in anderen abzuschwächen. Dies ist deshalb notwendig, weil der Teilkreis der Verzahnung im allgemeinen mit der nicht verzahnten Umfangsfläehe des Zahnkranzes nicht genau konzentrisch ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß sie das Richten unrunder Zahnkränze erleichtert und dazu beiträgt, die Qualität der Verzahnung zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Druckrollen als in die Verzahnung des Zahnkranzes eingreifende Ritzel ausgebildet sind.

Damit wird erreicht, daß die Richtkräfte unmittelbar auf die Verzahnung einwirken, auf deren Rundlauf es in erster Linie ankommt, während die Toleranzen für Rundlauffehler der nicht verzahnten Umfangsfläche

to des Zahnkranzes im allgemeinen größer sind. Gleichzeitig werden zumindest dann, wenn die als Ritzel ausgebildeten Druckrollen hinreichend gehärtet sind, die Zahnflanken poliert und entgratet.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können während einer oder mehrerer Umdrehungen des Zahnkranzes auf diesen von den als Druckrollen ausgebildeten Ritzeln radiale Kräfte aufgebracht werden, welche die Elastizitätsgrenze des Zahnkranzes überschreiten und dann während einer oder mehrerer weiterer Umdrehungen des Zahnkranzes durch Zurückstellen der Ritzel allmählich vermindert werden. Es hat sich gezeigt, daß es mit dieser Behandlung möglich ist, die Unrundheit eines Zahnkranzes, bei dem bisher Rundlauffehler von 0,125 mm toleriert worden sind, auf einen Betrag von weniger als 0,025 mm zu verringern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für innenverzahnte Zahnkränze kämmen die beiden als Ritzel ausgebildeten Druckrollen mit einem auf einer angetriebenen Welle drehfest angeordneten Antriebsritzel und sind für ihre Abstandsverstellbarkeit auf Armen gelagert, die auf der angetriebenen Welle schwenkbar angeordnet sind.

Diese Ausführungsform ist zweckmäßigerweise dadurch weitergebildet, daß die Arme durch Zugfedern miteinander verbunden sind und Druckplatten aufweisen, zwischen denen ein die Arme schwenkender Spreiznocken drehbar angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, wie die eingangs beschriebene bekannte Vorrichtung, zwei zusätzliche, in ihrem Abstand voneinander verstellbare Druckrollen aufweisen, die gegen das erste Paar Druckrollen um 90° versetzt einander diametral gegenüberliegen. Während jedoch bei der bekannten Vorrichtung sämtliche Druckrollen entweder innerhalb oder außerhalb des Zahnkranzes angeordnet sind, je nachdem ob ein außen- oder innenverzahnter Zahnkranz gerichtet werden soll, sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Richten eines innenverzahnten Zahnkranzes die Ritzel innerhalb und die zusätzlichen Druckrollen außerhalb des Zahnkranzes angeordnet. Die zusätzlichen Druckrollen ermöglichen es, zusätzliche, nicht unmittelbar auf die Verzahnung einwirkende Richtkräfte auf den Zahnkranz aufzubringen, so daß eine Überlastung der Verzahnung selbst bei stark unrunden Zahnkränzen vermieden werden kann.

Zweckmäßigerweise sind die beiden zusätzlichen Druckrollen an je einem Schenkel eines Jochs gelagert, das quer zur Verbindungslinie zwischen den beiden zusätzlichen Druckrollen verstellbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Richten unrunder Zahnkränze,

F i g. 2 den Grundriß derselben Vorrichtung,

F i g. 3 Schnitt längs der abgewinkelten Linie 3-3 in F i g. 4,

F i g. 4, 5 und 6 Teilfchnitte längs der Linien 4-4, 5-5

und 6-6 in F i g. 2,

F i g. 7 einen der F i g. 2 ähnlichen Grundriß einer weiteren Vorrichtung zum Richten unrunder Zahnkränze und

Fig.8 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach F i g. 7.

Zur dargestellten Vorrichtung gehört ein Tisch 10, auf dem zwei Basisteile 12 und 14 mit Kopfschrauben 16 befestigt sind, deren Köpfe in T-Nuten 18 des Tisches 10 angeordnet sind. Das Basisteil 14 trägt eine Stirnplatte 19 (Fig. 3), die eine äußere Unterstützung für mehrere noch zu beschreibende Wellen bildet.

In F i g. 6 erkennt man einen Zahnkranz G mit einer Innenverzahnung, die gleichseitig mit zwei Ritzeln 20 und 22 kämmt. Die Ritzel 20 und 22 stehen in lockerem Eingriff mit einem Antriebsritzel 24. Das Ritzel 22 ist auf einer Achse 26 mit einem Nadellager 28 gelagert. Die Enden der Achse 26 werden durch zwei Arme 30 und 32 unterstützt, die auf einer angetriebenen Welle 34 durch Lager 36 und 38 schwenkbar gelagert sind. Die Enden der Achse 26 sind in Löchern 40 der Arme 30 und 32 durch Klemmschrauben 42 festgehalten.

Das Ritzel 20 ist auf ähnliche Weise auf einer Achse 44 gelagert, die an ihren Enden in Armen 46 und 48 gehalten ist. An den von ihren Lagerungen auf der Welle 34 abgewandten Enden der Arme 30, 32, 46 und 48 sind Druckplatten 50 vorgesehen, die mit einem als Spreiznocken 52 ausgebildeten Abschnitt einer Nokkenwelle 54 zusammenarbeiten. Gemäß F i g. 4 und 5 bewirkt eine Drehung des Spreiznockens 52 um einen Winkel von etwa 60° entgegen dem Uhrzeigersinn, daß die Druckplatten 50 auseinandergedrückt und die Arme 30, 32, 46 und 48 dementsprechend voneinander weg geschwenkt werden, so daß sich die Ritzel 20 und 22 in bezug auf den Zahnkranz G im wesentlichen diametral nach außen bewegen. Paarweise zusammengehörige Arme 30,46 und 32,48 sind durch Zugfedern 56 miteinander verbunden, durch welche die Druckplatten 50 in Anlage an dem Spreiznocken 32 gehalten werden. Die Nockenwelle 54 ist in einem Loch 58 eines Tragkörpers 60 drehbar gelagert, und gemäß F i g. 1 ist mit ihr ein Betätigungsarm 62 fest verbunden. Der Betätigungsarm 62 ist durch ein Gelenk 64 mit einer Kolbenstange 66 einer nicht gezeigten Kolben-Zylindereinheit verbunden.

Das Antriebsritzel 24 ist mit der angetriebenen Welle 34 fest verbunden oder einstückig ausgebildet; die Welle 34 wird über ein auf ihr befestigtes Zahnrad 68 von einem Zahnrad 70 angetrieben, das auf einer Motorwelle 72 befestigt ist.

Die äußeren Enden der angetriebenen Wellen 34 und der Nockenwelle 54 sind in Bohrungen oder Lagern in der Stirnplatte 19 drehbar gelagert. Wenn jedoch die Wellen von ausreichender Festigkeit sind, kann man die Stirnplatte fortlassen, was erwünscht ist; denn es erleichtert das Aufschieben der Zahnkränze G auf die Ritzel 20 und 22 und das Abziehen der Zahnkränze nach der Korrektur der Unrundheit.

Da F i g. 3 ein Schnitt längs der abgewinkelten Linie 3-3 in F i g. 4 ist, erscheinen dort die Achse 26 und die Wellen 34 und 54 in einer gemeinsamen Ebene; die wirkliche Beziehung zwischen diesen Wellen geht jedoch aus F i g. 4 bis 6 hervor.

Beim Gebrauch der Vorrichtung wird die Nockenwelle 54 in eine Stellung gedreht, bei der zwischen den Druckplatten 50 der kleinstmögliche Abstand vorhanden ist und daher die Ritzel 20 und 22 eine Stellung einnehmen, in der zwischen ihnen und einem auf sie aufgeschobenen Zahnkranz G ein Spielraum besteht, wobei jedoch die Zähne der beiden Ritzel locker in die Zähne des Zahnkranzes eingreifen. Zwischen den Zähnen der Ritzel 20 und 22 und des Antriebsritzels 24 besteht ein genügend großer toter Gang, so daß die Ritzel 20 und 22 eine Winkelstellung einnehmen, bei der ihre Zähne richtig in die Zahnlücken des Zahnkranzes Geingreifen.

Nachdem der Zahnkranz G locker auf die Ritzel 20 und 22 aufgeschoben worden ist, wird der Arm 62 geschwenkt und dadurch der Spreiznocken 52 zwischen den einander gegenüberliegenden Druckplatten 50 verdreht, so daß die Ritzel 20 und 22 auseinanderbewegt werden. Die Bewegung des Arms 62 wird durch eine verstellbare Anschlagschraube 74 begrenzt. Von der Motorwelle 72 wird das Antriebsritzel 24 und von diesem werden die Ritzel 20 und 22 angetrieben, so daß der Zahnkranz G in Drehung versetzt wird, z. B. mit etwa 60 U/min, jedenfalls aber mit einer Drehzahl, die zwischen 30 und einigen hundert Umdrehungen in der Minute liegt. Die durch den Spreiznocken 52 auf den Zahnkranz G aufgebrachte Kraft kann je nach den Abmessungen und den sonstigen Merkmalen des Zahnkranzes z. B. mehr als etwa 450 kg betragen. In jedem Fall ist die aufgebrachte Kraft groß genug, um eine bleibende Verformung des Zahnkranzes herbeizuführen, wenn die Kraft auf den stillstehenden Zahnkranz einwirken würde. Es wurden z. B. hervorragende Ergebnisse mit einer Kraft erzielt, die ausreichte, um bei einem Zahnkranz mit einem Durchmesser von etwa 115 mm eine bleibende Unrundheit von etwa 0,5 mm hervorzurufen.

Während der Zahnkranz G weiter mit einer relativ hohen Drehzahl umläuft, wird der Druck des im Zylinder der Kolbenstange 66 wirkenden Druckmittels allmählich verringert, so daß der Arm 62 langsam in seine aus Fig.4 bis 6 ersichtliche Stellung zurückkehren kann, wobei der Zahnkranz von den radialen Kräften entlastet wird. Es ist erforderlich, daß der Zahnkranz mindestens eine vollständige Umdrehung ausführt, während die auf ihn wirkenden Kräfte allmählich von ihrem maximalen Wert auf einen Wert verkleinert werden, der innerhalb der Elastizitätsgrenze des Zahnrades liegt.

In F i g. 6, 7 und 8 sind Mittel zum Aufbringen zusätzlicher, radial nach innen gerichteter Kräfte auf die Umfangsfläche eines Zahnkranzes G dargestellt. Zu der in F i g. 7 und 8 im einzelnen dargestellten Vorrichtung gehört eine Traverse 80, die mit dem schon in F i g. 3 dargestellten Tragkörper 60 verschraubt ist, einen kräftigen rechteckigen Querschnitt und an ihrer Oberseite eine unter einem Winkel von 45° abgeschrägte Fläche 82 aufweist. An der Traverse 80 ist eine Platte 84 befestigt, die sich seitlich über die Traverse hinauserstreckt und eine Gewindebohrung 86 zum Aufnehmen einer Gewindespindel 88 aufweist. Die Gewindespindel 88 ist an ihrem einen Ende mit einem Knebel 90 und an ihrem anderen Ende mit einer Ringnut 92 versehen, in die ein Stift 94 eingreift.

Ferner ist ein Joch 96 vorgesehen, das zwei Schenkel 98 mit einem Loch 100 zum Aufnehmen einer Lagerachse 102 aufweist. Auf jede Lagerachse 102 ist an einem Ende eine Mutter 104 aufgeschraubt, während das andere Ende einen Kopf 106 aufweist, durch den eine Druckrolle 108 in ihrer Lage gehalten wird. Gemäß F i g. 7 liegt die Achse der Gewindespindel 88 in einer Ebene, die durch die gemeinsame Mittelebene der beiden Druckrollen 108 verläuft. Mit dem Joch 96 ist

eine Platte 110 verschweißt, die seitlich über das Joch 96 hinausragt und ein Loch 112 zum Aufnehmen des Endes der Gewindespindel 88 besitzt, die durch den Stift 94 drehbar aber axial unverschiebbar mit der Platte 110 verbunden ist. Bei einer Drehung der Gewindespindel 88 wird die Platte 110 mit dem Joch % längs der Achse der Gewindespindel 88 verstellt. Gemäß F i g. 7 liegt eine Kante der Platte 110 an einer Seite der Traverse 80 an, um eine Drehung des Jochs % beim Drehen der Gewindespindel zu verhindern.

Zum Verstellen des Abstands zwischen den Druckrollen 108 sind die Löcher 100 für die Lagerachsen 102 überbemessen, und der Abschnitt 113 jeder Lagerachse, auf dem die zugehörige Druckrolle 108 angeordnet ist, hat einen etwas größeren Durchmesser als der mittlere Abschnitt. Daher ist es möglich, die Lagerachse 102 durch Anziehen der Mutter 104 in der gewünschten Stellung festzuspannen, wobei die jeweilige Stellung mit Hilfe von Stellschrauben 114 genau bestimmt werden kann.

Die in F i g. 7 und 8 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich in ihrer Betriebsweise von der in F i g. 1 bis 6 dargestellten dadurch, daß gleichzeitig mit der Betätigung des Arms 62 oder sofort danach die Druckrollen 108 so vorgeschoben werden, daß sie einander in bezug auf den Zahnkranz G diametral gegenüberliegen. Hierdurch wird eine Verformung des Zahnkranzes G bewirkt, welche die anfänglich durch die Ritzel 20 und 22 hervorgerufene Verformung überschreitet. Die durch die Druckrollen 108 bewirkte Verformung kann zwischen etwa 2,5 und etwa 0,25 mm liegen und beträgt normalerweise etwa 1,9 mm.

Während der Zahnkranz G von den Ritzeln 20 und 22 kontinuierlich gedreht wird, wird das Joch 96 mit dem Knebel 90 so verstellt, daß die Druckrollen 108 allmählich vom Zahnkranz zurückgezogen werden.

Es wurde festgestellt, daß der Zahnkranz G vorzugsweise zwei oder mehr vollständige Umdrehungen ausführen soll, während sich die Druckrollen 108 in ihrer am weitesten vorgeschobenen Stellung befinden. Ferner hat es sich gezeigt, daß die Druckrollen 108 kontinuierlich während mindestens einer vollständigen Umdrehung des Zahnkranzes G allmählich zurückgezogen werden sollen.

Da die Druckrollen 108 einen radial nach innen wirkenden Druck längs einer Achse aufbringen, die gegen die durch die beiden Ritzel 20 und 22 festgelegte Achse um 90° versetzt ist, wird nicht nur der kleinere Durchmesser des zunächst unrunden Zahnkranzes G längs einer die Walzenachsen verbindenden Linie verkleinert, sondern es wird auch eine Längung des Zahnkranzes längs einer Achse hervorgerufen, die unter 90° zu der die Ritzel verbindenden Linie verläuft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Richten unrunder Zahnkränze, mit zwei einander in bezug auf den Zahnkranz diametral gegenüberliegenden und in ihrem Abstand voneinander verstellbaren, " antreibbaren Druckrollen, an denen sich der Zahnkranz abwälzt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckrollen als in die Verzahnung des Zahnkranzes (G) eingreifende Ritzel (20, 22) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zahnkränze innenverzahnt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden als Ritzel (20, 22) ausgebildeten Druckrollen mit einem auf einer angetriebenen Welle (34) drehfest angeordneten Antriebsritzel (24) kämmen und für ihre Abstandsverstellbarkeit auf Armen (30, 32; 46, 48) gelagert sind, die auf der angetriebenen Welle schwenkbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (30, 32; 46, 48) durch Zugfedern (56) miteinander verbunden sind und Druckplatten (50) aufweisen, zwischen denen ein die Arme schwenkender Spreiznocken (52) drehbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der zwei zusätzliche, in ihrem Abstand voneinander verstellbare Druckrollen gegen die beiden als Ritzel ausgebildeten Druckrollen um 90° versetzt einander diametral gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzel (20, 22) innerhalb und die zusätzlichen Druckrollen (108) außerhalb des Zahnkranzes (C) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusätzlichen Druckrollen (108) an je einem Schenkel (98) eines Jochs (96) gelagert sind, das quer zur Verbindungslinie zwischen den beiden zusätzlichen Druckrollen (108) verstellbar ist.