DE1752207A1 - Waelzstossmaschine mit zylindrischem Schneidrad - Google Patents

Description

• Wälzstoßmaschine mit zylindrischem Schneidrad Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Abwälzstoßen von gerad- und schrägverzahnten Zahnrädern mittels eines an einer hin- und herbewegbaren Stoßspindel befestigten, zylindrischen Schneidrades, wobei die Längsachse des Schneidrades und der Stoßspindel zur Erzielung eines Freiwinkels gegen die Längsachse der zu stoßenden Verzahnung geneigt angeordnet ist.
• Stand der Technik Es ist bereits eine Maschine zum gleichzeitigen Wälzstoßen zweier Zahnräder mittels eines in beiden Hubrichtungen benutzbaren, zylindrischen Schneidrades bekannt, dessen Drehachse zu den Drehachsen der zu bearbeitenden Werkstücke geneigt ist. Die Stoßspindel der bekannten Maschine ist in einem parallel zu den Werkstückachsen hin und her antreibbaren Werkzeugsupport gelagert.
• Hierbei ist nachteilig, daß die gesamte Masse des Werkzeugsupports und der Schneidradspindel mit Schneidrad im schnellen Takt der Stoßbearbeitung auf- und abbewegt werden muß. Kennzeichnung der Erfindung Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil der bekannten Wälzstoßmaschine dadurch, daß nur die Stoßspindel mit dem Werkzeug die Stoßbewegung ausführt, und das StoBspindellager in-der Stoßrichtung unbeweglich ist.
• Die Erfindung besteht darin, daB bei einer Abwä,lzstoßmaschine der beschriebenen Art die im Gehäuse der Maschine gelagerte Stoßspindel in an sich bekannter Weise in Richtung ihrer Längsachse durch ein Hubgetriebe hin- und tierbeweglich ist, und daß ein mit dem Hubgetriebe verbundenes Verstellgetriebe vorhanden ist, welches eine Relativbewegung zwischen Werkstücktisch und Stoßspindellagerung quer zur Werkstückdrehachse hervorruft. Stoßspindelbewegung, beträgt also nur einen kleinen Bruchteil des Stoßspindelweges "h" bei einem Winkel der Stoßspindel gegenüber der Werkstückachse von etwa 60. Die bei der Bewegung des WerkstücktiBches auftretenden Beschleunigungskräfte sind also erheblich geringer als bei der bekannten Wälzstoßmaschine.
• In einer bevorzugten Ausflihrungsform der Erfindung mit einer mit Zahnstange versehenen und durch einen Kurbeltrieb mit Zahnsegment antreibbaren Stoßspindel ist der Guer zur Iängeachse des Werkstückrades beweglich gelagerte Werkstücktisch über ein Parallel--kurbelgetriebe und eine mit der einen Kurbel dieses Getriebes verbundenen Steuerstange@in Richtung der waagerechten Komponente der Stoßspindelbewegung verstellbar. in einem durch ein Doppelkurbelgetriebe mit einem Stillstand verstellbaren Exzenter gelagert ist, und daß das Doppelkurbelgetriebe mit dem Parallelkurbelgetriebe trieblich verbunden ist, derart daß der Exzenter während der Schneidbewegung der Stoßspindel stillsteht, und während der restlichen Bewegung im Sinne einer AbhebiL-.g des Werkstücktisches vom Schneidwerkzeug bewegt wird, Nach der Erfindung kann die Länge einer der beiden Parallelkurbeln verstellbar sein, so daß die Länge der Werkstückbewegung von der horizontalen Komponente des Stoßspindelweges abweicht und eln j.'erkstückrad mit kegeliger Verzahnung herstellbar ist, Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zum Herstellen breitenballiger Verzahnungen die den Werkstücktisch steuernde Kurbel des Parallelkurbelgetriebes als Winkelhebel ausgebildet ist, dessen längerer Schenkel mit der Koppelstange des Parallelkurbelgetriebes, und dessen kürzerer Schenkel über eine Pleuelstange mit dem Werkstücktisch verbunden ist.
• 1,Teitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt. Es zeigen:

  Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt der P4aschinea

  Fig. 2 eine Einzelheit der Exzentersteuerung des Irerk-

  stücktisches in einem Schnitt in grösserem Maß-

  stab nach der Linie II-II in Fig. 3, und

  Fig. 3 die Exzentersteuerung in einem Schnitt nach der

  Linie III-III in Fig. 2, und

  Fig. 4 schematisch die Größenverhältnisse von Stoß-

  spindelweg und Tischbewegung.

  .Beschreibung der Maschine einschließlich Wälzgetriebe In einem festen Maschinengehäuse 1 ist in einer Lagerung 2 die Stoßspindel 5 auf- und abbeweglich gelagert. Am unteren Ende der Stoßspindel ist das zylindrische Schneidrad 6 befestigt. Die Stoßspindel bildet zur Erzielung eines Freiwinkels an den Schneiden des Schneidrades mit der Längsachse des Werkstückes 7 einen Winkel von etwa 60.
• Das Werkstück 7 ist in einem Spannfutter 4 befestigt, das gemeinsam mit der Werkstückspindel 22 im Werkstücktisch 3 drehbar gelagert ist. Der Werkstücktisch wird mittels Gleitschienen 8 und Rollenketten 9 in waagerechter Richtung geführt. Entsprechende nicht dargestellte Gleitschienen und Rollenketten dienen zur seitlichen Führung des Werkstücktisches.
• Das Schneidrad 6 und das Werkstück 7 bilden ein Paar miteinander im Eingriff stehender Zahnräder, welche durch ein k@ä,lzgetriebe nach Maßgabe ihres Zähnezahlverhältnisses angetrieben werden. Die Stoßspindel 5 ist mit einem Antriebsschneckenrad 10 verbunden, welches durch eine Schneckenwelle 11 angetrieben wird. Die Schneckenwelle 11 steht über einen oberen Kegeltrieb 12, eine Verbindungswelle 14 und einen unteren Kegeltrieb 13 mit zwei Stirnrädersätzen 15 und 16 in Verbindung.
• Die Werkstückspindel 22 ist mit einem Schneckenrad 17 verbunden, welche durch eine gestrichelt dargestellte Schnecke 18 angetrieben wird. Die Schnecke 18 steht mit einem Ritzel 19 in Verbindung, welches mit einem Stirnrad 20 in Eingriff ist. Das Stirnrad 20 ist auf der Hauptantriebswelle 21 befestigt" Diese treibt das Kegelräderpaar 13 über die beiden Stirnrädersätze 15 und 16 an. Diese beiden Stirnrädersätze bestehen aus UmsteckrQ.-dern, die je nach dem Zähnezahlverhältnis von Schneidrad und Werksüück ausgewählt werden. Hubgetriebe und Verstellgetriebe Durch ein schematisch angedeutetes Stirn- und Kegelräderübersetzungsgetriebe 27 wird eine am Gehäuse 1 drehbar gelagerte Kurbelscheibe 28 mit in einer Nut 29 verstellbarem Kurbelzapfen 30 angetrieben. Mit dem Kurbelzapfen ist eine Pleuelstange 31 gelenkig verbunden. Diese bildet zusammen mit einem Zahnsegment 32, einer Verzahnung 33 der Stoßspindel, einer Koppelstange 34 und einer Kurbel 35 ein Parallelkurbelgetriebe. Zur gleichzeitigen Bewegung der Stoßspindel 5 in Richtung ihrer Längsachse und des Werkstücktisches 3 um den Betrag der waagerechten Bewegungskomponente der Stoßspindel quer zur Werkstücklängsachse ist die Kurbel 35 über einen Winkelhebel 51 trieblich mit einer Stange 36 verbunden, die an einer Lasche 37 des waagerecht beweglichen Werkstücktisches angreift. Die Lasche ist über eine Veratsllspindel 38 und eine am Werkstücktisch befestigte Verstellmutter 39 mit dem Werkstücktisch 3 verbunden. Die Verstellspindel ist in der hasche 39 drehbar und unverschieblich gelagert und trägt ein Handrad 24. Durch Drehen des Handrades kann der Werketücktisch auf den erforderlichen Achsabstand gegenüber der Stoßspindel eingestellt werden. Der Angriffspunkt 35' der Koppelstange 34 analer Kurbel 35 ist in einem Langloch 23 verstellbar. Der Weg des Werkstücktisches im Verhältnis zur Stoßspindelbewegung.ist also veränderlich, so daß eine kegelige Verzahnung des Werkstückes 4 mit nach unten zunehmendem oder abnehmendem Durchmesser hergestellt werden kann, jenachdem, ob der Verstellweg des Werkstücktisches kleiner oder größer als die waagerechte Bewegungskomponente der Stoßspindel ist.
• Die Kurbel 35 ist in der hier dargestellten Ausführungsform als Winkelhebel mit unterschiedlicher Länge beider Hebelarme ausgeführt. Der Winkelhebel ist am Haschinengehäuse 1 drehbar gelagert, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Der längere Arm des Winkelhebels ist mit der Koppelstange 34 gelenkig verbunden. Der kürzere Hebelarm 51 bildet mit der Kurbel 35 einen rechten Winkel. Am Ende. des Hebelarms 51 ist die Stange 36 aasgelenkt. Die in der Zeichnung dargestellte waagerechte Lage der Kurbel 35 entspricht der Stellung der Stoßspindel 5 nach Zurücklegen des halben Schneidhubes "h". In dieser Mittelstellung ist der Verstellweg der Stange 36 je Winkelgrad Drehung der Kurbel 35 am größten; Zu den Umkehrpunkten der Schwingbewegung der Kurbel 35 hin wird der Verstellweg der Stange 36 je Winkelgrad Drehung entsprechend dem Bewegungsgesetz des Kurbeltriebes immer kleiner. Das Schneidrad 6 nimmt daher an den Enden des Verkatücks 4 einen stärkeren Span ab als in der Mitte, d. h. es entsteht eine längsballige Verzahnung. Erfindung wird hierzu ein Getriebe vorgesehen, welches dem ab Beendigung des Schneidhubes eine zusätzliche Bewegung erteilt, derart daß das Merkstück sich in waagerechter Richtung um eine bestimmte Strecke, beispielsweise etwa um 0,5 mm, von den Schneidradzähnen entfernt, und die Schneidradzähne beim Aufwärtshub der Stoßspindel an den bereits bearbeiteten Zahnflächen des Werkrades nicht entlang schleifen.
• Zu diesem Zweck wird die Kurbel 35 in einem Exzenterzapfen 40 drehbar gelagert (siehe auch Fig. 2 und 3). Dieser ist mit einem zu einem Mittelpunkt um die Strecke hell exzentrisch angeordneten zylindrischen Lagerzapfen 41 fest verbunden, der im Maschinengehäuse 1 drehbar gelagert ist. Der Lagerzapfen bildet einen Teil eines Hebels 43 der über eine Verbindungsstange 44 mit der Schwinge 45 gelenkig verbunden ist. Die Schwinge ist im Maschinengehäuse drehbar gelagert und über einen Lenker@46 mit dem einen Arm eines zweiarmigen Koppelgliedes 47 gelenkig verbunden. Das Koppelglied ist in einem Punkt 48 zwischen seinen beiden Enden an der Kurbelscheibe 28 drehbar gelagert und wird von der Kurbelscheibe auf einem Kreis mit Radius r in Umlauf versetzt. Das obere Ende des Koppelgliedes ist mit einer zweiten Schwinge 49 gelenkig verbunden, die an ihrem anderen Ende im Maschinengehäuse drehbar gelagert ist. Wirkungsweise der Maschine Nach dem Einsetzen und Festspannen des zu bearbeitenden Werkstücks 7 und Befestigen eines Schneidrades 6 an der Stoßspindel 5 wird durch Drehen am Handrad 24 der Achsabstand zwischen Schneidrad und Nerkstück eingestellt. Dabei wird die Verstellspindel 38 über die Lasche 37 und die Stange 36 durch das Parallelkurbelgetriebe festgehalten und die am Werkstücktisch feste Verstellmutter 39 bewegt sich auf der drehenden Verstellspindel 38. Danach wird der Kurbelzapfen 30 entsprechend der Breite des Werkstückes 7 plus An- und Auslaufweg des Schneidrades 6 auf einen Radius r1 eingestellt. Falls die herzustellende Verzahnung zylindrisch ist, wird der Anlenkpunkt 35' an der Kurbel 35 so eingestellt, daß die Länge der Kurbel 35 gleich dem Kurbelradius des Zahnsegmentes 32 ist. Nach Einsetzen passender Wechselräder 15 und "16 entsprechend den Zähnezahlen von Werkstück und Schneidrad ist die Maschine betriebsbereit.
• Das Doppelkurbelgetriebe 43 - 49 ist so ausgelegt, daß die Schwinge 45 und damit der Hebel 43 in der gezeichneten Stellung verharrt, während die Kurbelscheibe 28 einen dem Abwärtshub der Stoßspindel entsprechenden Drehwinkel ot beschreibt. Dieser Winkel °( wird mit "Stillstandwinkel" bezeichnet. Bei Weiterdrehen der Kurbelscheibe über den Winkelbereich #i hinaus bewegt sich der Hebel 43 aus der gezeichneten Lage nach unten bis in seine untere Endstellung, die durch seine strichpunktierte Mittelachse angedeutet ist. Aus der unteren Endlage kehrt er unter Weiterdrehen der Kurbelscheibe 28 wieder in die gezeichnete Stillstandstellung gekommen, und die Stoßspindel hat ihren Auslauf, Rücklauf-und An-9 lauf für einen neuen Arbeitshub ausgeführt.
• Der Arbeitshub der Stoßspindel 5 wird durch Drehen des Zahnsegments 32 im Uhrzeigersinn bewirkt. Die gleiche,Bewegung wie das Zaunsegment macht die Kurbel 35. Dabei dreht sich der kurze Hebelarm 51 der Kurbel 35 nach rechts und verursacht eine entsprechende Verschiebung des Werkstücktisches nach rechts, so daß sich das Schneidrad 6 und das Werkstück 7 beim Arbeitshub, abge-Behen von der oben erwähnten Ungleichförmigkeit der Bewegung. der Stange 36, ohne Phasenverschiebung und um gleiche Beträge waagerecht verschieben. Es entsteht also eine zylindrische Verzahnung mit hängsballigkeit der Zahnflanken.
• Nachdem der Arbeitshub beendet sit, hört der Stillstand des Hebels 43 auf. Durch die darauf folgende Abwärtsdrehung des Hebels wird der Exzenter 40 aus der in Fig. 2 sichtbaren Stellung entgegen dem Uhrzeigersinn auf einem Kreisbogen mit Radius "e" bewegt. Damit wird die Kurbel 35 einschließlich der Stange 36 nach rechts verstellt. Es tritt dadurch eine Phasenverschiebung der Bewegungen von Schneidrad und Werkstück ein, so dass das Werkstück vom Schneidrad zunächst abrückt und dann, nach Umkehr der Drehung des Zahnsegments 32 und der Kurbel 35, dem Schneidrad in einem gewissen Abstand nach linke folgt. Gegen Ende der Aufwärtsbewegung der Stoßspindel und beim Anlauf zum nächsten Schneidhub ist der Hebel 43 wieder in seine dargestellte Zage zurückgekehrt und die zusätzliche Verschiebung des Werkstücktieches ist durch Zurückdrehen des Exzenters 40 im Uhrzeigersinn wieder rückgängig gemacht worden. Beim folgenden Schneidhub liegt also das Schneidrad wieder am Werkstück an.

Claims (1)

1. Patentansprüche: getriebes antreibbaren Doppelkurbelgetriebes (43 - 49) gekoppelt ist, wobei das Doppelkurbelgetriebe-und der Exzenterhebel so ausgelegt sind, daß der Exzenterhebel während einer dem Arbeitshub der Stoßspindel entsprechenden Teildrehung ( OC ) der Kurbelscheibe stillsteht, und bei der restlichen Drehung der Kurbelscheibe ein Abheben des Werkstücktisches von Schneidrad nach Maßgabe der Exzentrizität #'e 't des Exzenters (40) bewirkt. 4. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge einer der beiden Parallelkurbeln (32, 35) verstellbar ist, so daß ein Werkstückrad mit kegeliger Tierzahnung herstellbar ist. 5. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen breitenballiger Tierzahnungen die den Werkstücktisch steuernde Kurbel (35) des 2arallelkurbelgetriebes als Winkelhebel (35, 51) ausgebildet ist, dessen längerer Schenkel (35) mit dem Lenker@(34 des Parallelkurbelgetriebes und dessen kürzerer Schenkel (51) über eine Pleuelstange (36) mit einer Steuerstange (38) des Werkstücktisches (3) gelenkig verbunden ist. 6. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (38) in eine Gewindemutter (39) des Werkstücktisches einschraubbar und mittels eines Handrades (24) drehbar gelager ist.