DE1627364B - Wälzstoßmaschine für Verzahnungen od. dgl. mit während des Abwälzvorgangs regelbarer relativer Drehwinkelstellung vom Werkstück und Werkzeug - Google Patents

Description

5. Wälzstoßmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das 30 ges Stoßen des Werkstückrades durch Neigung der die Beeinflussung der relativen Winkelgeschwin- Stoßachse des Schneidrades gegenüber der Werkdigkeit von Werkstückrad und Schneidrad bewir-

Werkstückrad angetrieben werden, sowie weitere konstruktiv bedingte Getriebe wie Kegelradpaare u. dgl. einschließlich der Wechselräder. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebezuges errechnet sich aus dem Verhältnis der Zähnezahlen der Getriebeelemente sowie dem Verhältnis der Wälzkreisradien von Schneidrad und Werkstückrad. Auf Grund dieses festen Übersetzungsverhältnisses findet bei den bekannten Wälzstoßmaschinen normalerweise eine reine Wälzbewegung der Wälzkreise von Schneidrad und Werkrad aufeinander statt.

Um Sonderformen von Verzahnungen herzustellen, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, die den Aufbau der Maschine komplizieren und ihren Anwendungsbereich auf die spezielle Verzahnungsform beschränken. So werden z.B. -sich in Achsrichtung verjüngende Zahndicken durch kegeli-

kende Getriebeglied (36, 34, 33) des Differentialgetriebes (17) über ein Schrittschaltwerk' (37 bis 41) antreibbar ist

6. Wälzstoßmaschine nach.einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Winkelgeschwindigkeit von Werkstückrad oder Schneidrad in Abhängigkeit von der Hubbewegung des Schneidrades steuerbar ist

7. Wälzstoßmaschine nach einem oder mehre- ■ ren der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Abhebeeinrichtung, die den Zahneingriff zwischen Schneidrad und Werkstückrad beim Leerhub des Stoßrades löst, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Winkelgeschwindigkeit von Werkstückrad oder Schneidrad in Abhängigkeit von der Abhebebewegung zwischen Werkstückrad und Schneidrad steuerbar ist.

8. Wälzstoßmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 mit einer radial wirksamen Zustelleinrichtung zwischen Werkstückrad und Stoßrad, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Winkelgeschwindigkeit von Werkstückrad oder Schneidrad in Abhängigkeit von der Zustellbewegung des Werkstückrades oder des Schneidrades steuerbar ist.

9. Wälzstoßmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Winkelgeschwindigkeit von Werkstückrad oder Schneidrad in Abhängigkeit von dem Drehweg des Werkstückrades oder des Schneidrades steuerbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Wälzstoßmaschine zur Verzahnung von Zahnrädern od. dgl. mit einem das stückradachse erreicht.

In Achsrichtung gewölbte — längsballige — Zahnflanken werden durch eine radiale Relativbewegung zwischen Schneidradspindel und Werkstückspindel über entsprechende Steuerkurven erzeugt.

In manchen Fällen erfordern die Eingriffsverhältnisse beim Verzahnen eine ganz bestimmte Abheberichtung, was beim Umrüsten der Maschine für eine andere Verzahnung zur Veränderung der entsprechenden Einrichtung führt.

Oft ist es auch erforderlich, die Zahnrichtung der Verzahnung z. B. bei Härteverzug zu korrigieren, wozu bei den bekannten Maschinen umfangreiche Arbeiten auszuführen sind.

Auch soll in manchen Fällen die zu zerspanende Querschnittfläche der Zahnlücke nach zerspanungstechnischen Gesichtspunkten auf die vor- und nachlaufende Zahnflanke des Schneidrades aufgeteilt werden, wozu es -einer tangentialen Relativbewegung zwischen Schneidrad und Werkstückrad bedarf.

Ein weiterer Sonderfall ist das Stoßen von Zahnrädern, deren Zähnezahl eine Primzahl ist, wofür keine Wechselräder vorhanden sind.

Um Schrägstirnräder zu stoßen, ist es üblich, an der Schneidradspindel eine schraubenförmige Kurvenführung vorzusehen, wobei durch die Hubbewegung des Schneidrades über diese Kurvenführung dem Schneidrad zusätzlich zu der durch den Wälzgetriebezug bestimmten Wälzbewegung eine weitere Drehbewegung entsprechend der Zahnsteigung überlagert wird. Für z. B. in einem besonderen Einzelfall erforderliche Korrekturen, die Einstellung bestimmter Spanquerschnitte je Rundgang oder sich periodisch oder konstant über mehrere Zähne erstreckende gleitende Veränderungen der Wälzbewegung sind derartige Kurvenführungen nicht geeignet.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

3 4

gründe, eine Wälzstoßmaschine zu schaffen, welche 1000 Doppelhüben pro Minute, erforderlichen enorunter Vermeidung komplizierter Veränderungen der men Drehbeschleunigungen der Getriebeteile unge-Maschine eine vielseitige Steuerung der momentanen eignet. Aus diesem Grunde bot es sich für Wälzstoßrelativen Drehwinkelstellung von Schneidrad und maschinen auch nicht an, eine durch die deutsche Werkstückrad gestattet. 5 Auslegeschrift 1155 660 bekannte Wälzfräsmaschi-

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch ge- nenkonstruktion zu übernehmen, bei welcher das

löst, daß der Getriebezug ein Differentialgetriebe ein- dort zur Erzeugung von Schrägverzahnungen vorhan-

schließt, über welches durch einen zusätzlichen steu- dene Differential im Wälzgetriebezug dazu benutzt

erbaren motorischen Antrieb die durch den Getriebe- wird, auch noch eine weitere Zusatzbewegung zur

zug bestimmte relative Winkelgeschwindigkeit von io Erzeugung längsballiger Zähne, welche durch eine

Werkstückrad und Schneidrad während des Abwälz- Steuerkurve erzeugt und durch ein zweites Differen-

vorganges veränderbar ist. tial in den Getriebezug des Schrägverzahnungs-Uber-

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme lagerungsgetriebes eingegeben wird, der Wälzbewe-

besteht darin, daß mittels der im Betrieb wirksamen gung zu überlagern.

Steuerung der relativen Winkelgeschwindigkeit von 15 Es ist schließlich aus der deutschen Patentschrift Werkstückrad und Schneidrad eine Vielzahl sonst für 977 232 bei Vorschubantrieben bekannt, unter Verdie Herstellung von Sonderverzahnungen erforderli- wendung von zwei Motoren mit nur verhältnismäßig eher Zusatzeinrichtungen und Einstellarbeiten er- wenigen, eventuell automatisch umschaltbaren Drehspart wird. So können z. B. durch Verlangsamung zahlen eine größere Zahl von Vorschubgeschwindig- und Beschleunigung der Drehgeschwindigkeit des 20 keiten dadurch zu erzielen, daß die Antriebe der bei-Schneidrades während des Arbeitshubes in Längs- den Motoren mittels eines Planetenradgetriebes richtung ballige Zähne gestoßen werden. wahlweise einzeln oder aber additiv oder subtraktiv

Erstreckt sich die gesteuerte Ungleichförmigkeit überlagert auf die Vorschubspindel übertragen wer-

der Drehgeschwindigkeit des Schneidrades und/oder den. Während hier auf die Steuerung einer Ge-

des Werkstückrades zyklisch über einen Rundgang, 25 schwindigkeit abgestellt wird, besteht bei Wälzstoß-

dann ergibt sich ein Werkstückrad mit über den Um- maschinen das Problem in der äußerst genauen

fang ungleichmäßiger Zahnteilung, mit dem eine un- Steuerung der momentanen relativen Drehwinkelstel-

gleichmäßige Drehmoment- bzw. Drehzahlüberset- lung von Werkrad und Schneidrad, wobei es grund-

zung erzeugt werden kann, wie sie beispielsweise bei sätzlich nicht auf die absolute Geschwindigkeit einer

Lenkgetrieben für Kraftfahrzeuge gebraucht wird. 3° Anpassung, sondern auf deren Zeitpunkt und Maß

Selbst für die rationelle Fertigung von Zahnrädern ankommt

mit Normalverzahnung ist die Erfindung mit Erfolg Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines

einsetzbar. Beim Schruppen, besonders mit großem Ausführungsbeispiels beschrieben:

Wälzvorschub, treffen z. B. normalerweise am Kopf Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in perspektivi-

des Schneidradzahnes von drei Seiten Späne zusam- 35 scher Darstellung schematisiert die für die Erfindung

men, die sich gegenseitig verformen und nicht frei wesentlichen Getriebeteile einer Wälzstoßmaschi-

ablaufen können. Dadurch werden die Schnittkräfte ne.

und der Schneidradverschleiß erhöht und die Ober- Ein Antriebsmotor 1 treibt über Vorgelegeräder 2, fläche der Werkstückradflanken ungünstig beein- 3, 4, 5 eine Welle 6 an. Auf der Welle 6 sitzt eine flußt. Durch eine über das Differentialgetriebe einge- 40 Schnecke 7, die in ein Schneckenrad 8 auf der Werkleitete Zusatzbewegung läßt sich jedoch erreichen, radspindel 9 eingreift, auf welcher das zu bearbeidaß ungefähr entlang einer Flanke zugestellt wird. tende Werkstückrad 10 befestigt ist
Der Span auf dieser Flanke ist sehr dünn oder ent- Von der Welle 6 wird über Wechselräder 11, 12, fällt und beeinflußt den Span von Kopf und anderer 13,14,15 ferner die Eingangswelle 16 eines in seiner Flanke weniger oder gar nicht. 45 Gesamtheit mit 17 bezeichneten Kegelrad-Aus-

Im allgemeinen unterliegt die vorlaufende Schneid- gleichsgetriebes angetrieben, dessen Abtriebswelle 18

radflanke einem größeren Verschleiß. Durch eine über ein erstes Kegelradpaar 19, 20, eine vertikale

über das Differentialgetriebe eingeleitete Zusatzbe- Zwischenwelle 21 und ein zweites Kegelradpaar 22,

wegung kann nunmehr die Spanabnahme so gewählt 23 zu einer Antriebswelle 24 für die Drehbewegung

werden, daß der Verschleiß auf beiden Flanken 50 des Schneidrades 25 führt Das Schneidrad 25 sitzt

gleich groß ist, was einer Standzeiterhöhung des am unteren Ende eines Stößels 26, der axial ver-

Schneidrades entspricht. schieblich, aber mit Hilfe eines Längskeils 27 dreh-

Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusatz- fest verbunden, ein Schneckenrad 28 durchsetzt, in lieh darauf verwiesen, daß es bei Wälzfräsmaschinen welches eine auf der Antriebswelle 24 sitzende zur Herstellung von Schrägstirnrädern bekannt ist, 55 Schnecke 29 eingreift. Ein Kurbeltrieb 30 erteilt dem der normalen Wälzbewegung, wie sie für die Herstel- Stößel 26 eine durch den Doppelpfeil H angedeutete lung einer Geradverzahnung notwendig wäre, eine vertikale Doppelhubbewegung, während sich gleichzusätzliche, dem Steigungswinkel der Zähne entspre- zeitig das Schneidrad 25 und das Werkstückrad 10 chende Drehbewegung mittels eines in den Wälzge- bei Außenverzahnungen in Richtung der eingezeichtriebezug eingeschalteten Differentials zu überlagern 60 neten Drehpfeile gegensinnig zueinander drehen, (vgl. zum Beispiel deutsche Patentschrift 112 082). Außerdem führt das Schneidrad oder das Werkstück-Diese Zusatzbewegung kann, da sie während eines rad nach jedem Arbeitshub eine Abhebebewegung in Arbeitsvorgangs über die gesamte Zahnbreite kon- Richtung des Doppelpfeiles A, d. h. in Richtung der stant ist, über ein Getriebe vom Hauptantrieb abge- Verbindungslinie zwischen den Zentren des Schneidleitet sein. Ein Differential zu dem genannten Zweck 65 rades 25 und des Werkstückrades 10 oder in einem wäre bei Wälzstoßmaschinen gegenüber der dort be- Winkel zu dieser aus, der am Ende des Leerhubes vorzugten, oben geschilderten Kurvenführung korn- eine entgegengesetzte Anstellbewegung folgt. Darplizierter und wegen der bei großen Hubzahlen, z. B. über hinaus erfolgt in bekannter Weise eine Zustell-

bewegung, die entweder vom Schneidrad in Richtung des Pfeiles B oder vom Werkstückrad in Richtung des Pfeiles C ausgeführt wird.

Das Ausgleichsgetriebe 17 weist in an sich bekannter Weise ein auf der Eingangswelle 16 sitzendes und somit das Eingangsglied des Getriebes bildendes Kegelrad 31 und ein auf der koaxial dazu angeordneten Ausgangswelle 18 sitzendes, das Ausgangsglied des Getriebes bildendes Kegelrad 32 auf, die durch ein in beide Kegelräder 31, 32 eingreifendes drittes Kegelrad 33 formschlüssig miteinander verbunden sind. Das Kegelrad 33 ist frei drehbar um eine lotrecht zu den Wellen 16,18 gerichtete Achse an einem Joch 34 zwischen zwei Tragscheiben 35, 36 gelagert, die ihrerseits frei drehbar auf den Wellen 16 bzw. 18 angeordnet sind. Die Tragscheibe 36 ist als Schneckenrad ausgebildet, in welches eine Schnecke 37 eingreift, die über eine Schneckenradwelle 38 und ein Stirnradpaar 39, 40 von einem Schrittmotor 41 her angetrieben werden kann.

Wie bereits oben erwähnt, ist der Schrittmotor, solange er keine elektrischen impulse erhält, gleichsam arretiert, wodurch auch der von den Tragscheiben 35, 36 und dem Joch 34 gebildete Planetenradträger in seiner Drehstellung im Verhältnis zu den Wellen 16, 18 festgehalten wird. Das am Joch 34 gelagerte Kegelrad 33 bildet in diesem Zustand nur ein Zwischenrad, mit dessen Hilfe die Drehung der Welle 16 in eine entgegengesetzte Drehung der Welle 18 umgewandelt wird.

Sowie nun aber der Schrittmotor 41 einen oder mehrere elektrische Impulse erhält, dreht er über das Stirnradpaar 40, 39 und die Welle 38 die Schnecke 37 und über diese in entsprechendem Untersetzungsverhältnis den Planetenradträger 34, 35, 36 mit dem Kegelrad 33. Diese Drehbewegung des Planetenradträgers wird der Drehung der Eingangswelle 16 je nach deren Drehrichtung additiv oder subtraktiv überlagert und hat zur Folge, daß zu der durch entsprechende Auswahl der Wechselräder 11, 12, 13, 14, 15 erzielten Wälzbewegung der Wälzkreise des Schneidrades und des Werkrades eine Relativbewegung in Umfangsrichtung hinzutritt, die den gewünschten oder erwähnten Zwecken dient.

Wenn Primräder gestoßen werden sollen, wird der Schrittmotor mit dem Stirnradpaar 39, 40 durch ein die Hauptwelle 6 mit der Schneckenradwelle 38 verbindendes (nicht dargestelltes) Rädergetriebe ersetzt, dessen Übersetzungsverhältnis der gewünschten Primzahl der Zähne des Werkrades entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wälzstoßmaschine zur Verzahnung von Zahnrädern od. dgl. mit einem das Schneidrad tragenden, hin und her antreibbaren Stößel und mit einem Hauptantrieb, welcher auf einen Getriebezug zwischen Werkstückrad und Schneidrad wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebezug (8, 7, 11, 12 bis 15,19 bis 23, 28,29) Schneidrad tragenden, hin und her antreibbaren Stößel und mit einem Hauptantrieb, welcher auf einen Getriebezug zwischen Werkstückrad und Schneidrad wirkt.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Wälzstoßmaschinen Bezug, wie er in der britischen Patentschrift 435 702 beschrieben ist. Bei derartigen bekannten Wälzstoßmaschinen wird die Wälzbewegung zwischen Schneid

ein Differentialgetriebe (17) einschließt, über wel- io rad und Werkstückrad über einen Getriebezug mit ches durch einen zusätzlichen steuerbaren motori- festem Übersetzungsverhältnis erzeugt, nämlich die sehen Antrieb (41) die durch den Getriebezug be- beiden Schneckengetriebe, über die Schneidrad und stimmte relative Winkelgeschwindigkeit von
Werkstückrad (10) und Schneidrad (25) während
des Arbeitsvorganges veränderbar ist.

2. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe ein Stirn- oder Kegelrad-Ausgleichsgetriebe (17) ist

3. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe ein Schneckengetriebe mit axial verschieblicher Schnecke (29) ist

4. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe ein Stirnradgetriebe ist, bei welchem zwei mit Schrägverzahnungen ineinandergreifende Zahnräder axial zueinander verschieblich sind.