DE1777087C2 - Verzahnungsmaschine - Google Patents

Description

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stück und dem Werkzeug bestehenden Systems ge- Vorhandensein einer optischen Verbindung zwischen

währleistet wird und eine hohe Gehnauigkeit der dem Werkstück und dem Teilkopf IO Stirnräder mit

Zahnbearbeitung und eine hohe Schnittleistung er- praktisch unbegrenzt großem Durchmesser zu bear-

zielbar ist. beiten.

Auch ist die Verzahnungsmaschine betriebssicher 5 Für den Fall, daß nur eine Quelle Für Lichtstrahlen

und bequem zu bedienen. in Kombination mit einem am Werkzeugkopf an-

In dei Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des geordneten Empfänger benutzt wird, lenkt man durch

Gegenstandes der Erfindung dargestellt; es zeigt Drehen der drehbaren Bühne 11 des optischen Teil-

Fig. I die Verzahnungsmaschine mit dem Werk- kopfes 10 den Strom der Lichtstrahlen der Quelle 13

stück in schematischer Darstellung (teilweise im io auf den Empfänger 15 des Werkzeugkopfes so, daß

Schnitt), das Registriergerät den Anfang der Ablesung anzeigt.

Fig. 2 die Anordnung von Quellen optischer Nach dieser Maßnahme bearbeitet das als Fingerfrä-

Strahlen der Teileinrichtung und deren Empfänger. ser gestaltete Arbeitswerkzeug 7 die erste Zahnlücke

Die Verzahnungsmaschine weist eine Aufspann- des Stirnrad«, wobei die durch Verschiebung des

vorrichtung zum Aufspannen des Werkstückes auf, 15 Supportes S bewirkte Vorschubbewegung sowohl

die als feststehende Standplatte 1 mit einem Satz von nach oben wie auch nach unten gerichtet sein

Untersätzen 2 und (aus der Zeichnung nicht ersichtli- kann.

chen) Spannelementen zur Befestigung des Werkstük- Nachdem die Bearbeitung der ersten ■ Zahnlücke

kc·* 3 ausgebildet ist. des Stirnrades beendet ist, wird die drehbare Bühne

An den Stirnflächen des Werkstückes 3 sind kon- 20 11 d:-s optischen Teilkopfes 10 zusammen mit der

zentrisch verlaufende, als Führungen dienende Bunde Quelle 13 um einen der Zahnteilung entsprechenden

»α« vorgesehen, auf die sich mit seiner (auf in der Winkel gedreht, während der Werkzeugkopf gelok-

Zeichnung nicht gezeigten) Grundplatte das Ge- kert und durch den Elektromotor 18 des Antriebs zur

hause 4 des Werkzeugkopfes stützt. Teilungsverstellung, welcher auf die an die Ober-

!m Werkzeugkopf ist ein Support 5 angeordnet, 25 fläche der Bunde >xr« des Rohlings 3 angeordnete

der eine Werkzeugspindel 6 mit dem Arbeitswerk- Rolle 19 einwirkt, in die nächste Stellung verschoben

^eug7 trägt. Als Arbeitswerkzeug dient ein Finger- wird, die der neuen Lage des Lichtstrahles entspricht

fräser. (dies wird vom F.mpfänger 15 registriert), und als-

Der Support 5 weist als Antrieb für den Vorschub dann wieder festgemacht wird.

der Werkzeugspindel 6 (in Pfeilrichtung »ft«) einen 30 Der Bearbeitungsvorgang läuft in dieser Stellung

Elektromotor 8 auf, wobei die Werkzeugspindel 6 ih- wie oben beschrieben ab.

rerseits als Antrieb zum Drehen des Werkzeuges 7 Durch die Befestigung des Werkzeugkopfes unmit-

einen Elektromotor 9 aufweist. telbar am Werkstück während der Bearbeitung wird

Das Werkstück 3 ist an der Standplatte 1 ortsfest es ermöglicht, die Steifigkeit des aus dem Werkstück

eingespannt, wobei die Teilungsverstellung während 35 und dem Werkzeug bestehenden Systems erheblich zu

des Verzahnungsvorganges und der Wirkung des An- vergrößern sowie die Bearbeitungsgenauigkeit und

triebs der Teileinrichtung durch den Werkzeugkopf die Schnittintensität zu erhöhen,

bewirkt wird. Die Teileinrichtung enthält einen mit Alle vorstehend erwähnten Vorgänge können auf

dem Werkstück 3 gleichachMgen optischen Teilkopf beliebige, dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann

10, der zwei drehbare Bühnen 11 und 12 aufweist, 40 bekannte Weise automatisiert werden,

auf denen entsprechend zwei Quellen optischer Strah- Werden zwei Quellen für Lichtstrahlen verwendet,

len (J. h. Lichtstrahlen) angeordnet sind, wobei der so arbeitet die Teileinrichtung folgendermaßen: Der

F.mpfänger 15 eines Stromes dieser Strahlen mit dem Strom der Lichtstrahlen der Quelle 13 wird auf den

Drehantrieb der Teileinrichtung verbunden und am am Gehäuse des Werkzeugkopfes angeordneten

Gehäuse 4 des Werkzeugkopfes angebracht ist, wäh- 45 Empfänger 15 gerichtet, während der Strom der

rend zwei Empfänger 16 und 17 des anderen Stromes Lichtstrahlen der Quelle 14 auf den auf der als Auf-

von Strahlen (F i g. 2) auf der Standplatte 1 der Auf- spannvorrichtung des Werkstücks dienenden Stand-

spaniivorrichtung des Werkstückes fest angeordnet platte 1 befindlichen Empfänger 16 (Fig. 2) gerichtet

sind und in einer zur Teilungstbene des Werkstück- wird.

zahnrades parallelen Ebene um ein Maß voneinander 50 Dann werden die drehbaren Bühnen 11 und 12 des entfernt sind, d;iß der Zahnteilung des Rade· gleicht. optischen ieilkopfes 10, auf de«.cn sich entspre-Die Teileinrichtung enthält auch einen Antrieb mit chende Quellen für Lichtstrahlen befinden, zur VerElektromotor 18 (Fig. 1) zur Teilungsverstellung des hinderung einer gegenseitigen Verschwenkung festge-Werkzeugkopfes. stellt.

Als Quelle und Empfänger der optischen Strahlen 55 Ohne ihre gegenseitige Lage zu verändern, werden

wird zweckmäßigerweise ein Gerät verwendet, das die drehbaren Bühnen Il und 12 gemeinsam so gc-

zwei gleiche Lichtstrahlen ausstrahlt, die um 108° dreht, daß der Strom der Lichtstrahlen der Quelle 14

phasenverschoben sind und bei denen die Lage der auf den Empfänger 15 gerichtet ist (Fig. 2).

senkrechten Teilungsebene bezüglich des Lichtemp- Hierbei dreht sich der Lichtstrom der Quelle 13

fängers mit Hilfe von in der Technik bekannten elek- 60 um einen Winkel, der der Zahnteilung entspricht,

tronischen Schaltungen und eines Geräts registriert Dann wird der Werkzeugkopf gelockert und in die

wird, das den Abkseanfang in der Mitte der Skala der neuen Lage der aus der Quelle kommenden

aufweist. Lichtstrahlen entsprechenden Stellung verstellt, wor-

Die Verzahnungsmaschine wird folgenderweise be- auf die anschließende Bearbeitung des Zahnes analog

trieben: Auf der .^c.landplatte 1 wird das Werkstück 63 wie bereits beschrieben erfolgt,

eingespannt, .an welchem der Werkzeugkopf befestigt Anschließend werden die drehbaren Bühnen Il

wird. Durch die Anordnung des Werkzeugkopfes un- und 12 gelockert. Ohne die Lage der Quelle 13 zu

mittelbar auf dem Werkstück wird es ermöglicht, bei verändern, wird nun die Quelle 14 in die Auseanas-

stellung zurückverstellt, in welcher der Strom der Lichtstrahlen derselben auf den Empfänger 16 gerichtet ist.

Nach Beendigung der Bearbeitung einer Zahnlücke wiederholt sich das Arbeitsspiel der Teilung und der Tcilungsvcrslellung auf analoge Weise.

Die Genauigkeit des Tcilungsvoiganges ist hierbei recht hoch, da der Abstand zwischen zwei Empfängern 16 und 17 mit einem Fehler von 0,01 mm und darunter eingehalten werden kann. Da die Empfänger sich auf einem Halbmesser befinden, der größer als der Halbmesser des als Werkstück dienenden Stirnrades ist, so wird der Fehler der Umfangszahnteilung entsprechend noch geringer sein.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verzahnungsmaschine erübrigt sich die Herstellung großer kostspieliger Verzahnungsmaschinen bekannter Bauart zum Verzahnen von Stirnrädern großen Durchmessers, wobei eine Bearbeitung von Stirnrädern von praktisch unbegrenzter Größe ermöglicht wird. Die Ausmaße der crfindiingsgcmüßen Vcrzahnungsmaschinc sind dabei von der Größe der zu bearbeitenden Zahnräder unabhängig.

Die Teileinrichtung der erfindungsgemäßen Vcrzahnungsmaschinc weist keine starre Verbindung mit dem Wcrk/cugkopf auf und ist auch nicht dem Einfluß des Gewichtes des Werkstückes und der Schnittkräftc ausgesetzt; sie ist somit auch keiner Verformung und keinem vorzeitigen Verschleiß unterworfen, wodurch es ermöglicht wird, für eine lange Zeit eine hohe Arbeitsgenauigkeit beizubehalten.

Bei kleinen Abmessungen gewährleistet die erfindungsgemäße Verzahnungsmaschine eine hohe Steifigkeit des aus dem Werkstück und dem Werkzeug bestehenden Systems, da dieses System ein gcschlosscnes Kräftcviclcck in Form eines unmittelbar am Werkstück in der Spannungszone befestigten Werkzcugkopfcs darstellt.

Hierdurch wird die Bcarbcitungsgcnauigkcit erhöht und werden die Voraussetzungen für eine Intensivicrung der Arbeitsbedingungen geschaffen.

Die vorgeschlagene Vcrzahnungsmaschinc ermöglicht es in der Teileinrichtung Präzisionsköpfc zu verwenden, wodurch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit gewährleistet wird.

ao Die Verwendung einer Teileinrichtung mit zwei Quellen für optische Strahlen ermöglicht eine hohe Genauigkeit der Umfangstcilung bei der Verzahnung von Zahnkränzen unabhängig von der Größe des zu bearbeitenden Stirnrades. Hierdurch wird eine Veras zahm:ng äußerst genauer Stirnräder mit praktisch unbegrenzt großem Durchmesser ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Der Werkzeugkopf ist an einem Ständer befe-Patentansprüche: stigt. Diese bekannten Verzahnungsmaschinen weisen

1. Verzahnungsmaschine für vorzugsweise sehr den Nachteil auf, daß ihre Abmessungen und ihr Gegroße Stirnräder, die nach dem Formfräsverfah- 5 wicht «n engem Zusammenhang mit der Größe der zu ren arbeitet, mit einer Aufspannvorrichtung für bearbeiterden Werkstücke stehen, was uadurch herdas Werkstück, einem Werkzeugkopf, dessen Ge- ■ vorgerufen wrd, daß bei der üblichen baulichen Gehäuse einen Support mit der Werkzeugspindel staltung der Verzahnungsmaschinen ihre Auflageteile und einen Antrieb enthält und mit einer mit dem (beispielsweise der Drehtisch) in ihren Größenabmes-

. Werkstück gleichachsigen selbsttätig drehantreib- io sungen den zu bearbeitenden Zahnrädern angeglibaren Teileinrichtung, dadurch gekenn- chen sein müssen, um ihnen nach Tragfähigkeit und zeichnet, daß die Teileinrichtung mindestens Steifigkeit zu entsprechen.

eine Quelle für vorzugsweise optische Strahlen Bei der Bearbeitung von Zahnrädern großen

hat, deren Empfänger (15) mit dem Drehantrieb Durchmessers (6 bis 12 m und darüber), die ein entder Teileinrichtung verbunden und am Gehäuse 15 sprechend hohes Gewicht aufweisen, sind die Teilein-(4) des Werkzeugkopfes angebracht ist, der am richtungen bei derartig bekannten Verzahnungsma-Umfang des unbeweglich festgespannten Werk- schinen beträchtlichen Belastungen ausgesetzt, die Stücks verschiebbar und am Werkstück festspann- wiederum einen vorzeitigen Verschleiß der Schnecke bar ist. und des mit ihr kämmenden Zahnrades verursacht.

2. Maschine nach Anspruch I, dadurch ge- ao Das sich drehende Werkstück und die gesonderte kennzeichnet, daß die Teileinrichtung zwei Quel- Anordnung des Werkzeugkopfes vermindern die Steilen (13, 14) für optische Strahlen besitzt, von de- figkeit des aus dem Werkstück und aus dem Werknen die eine Quelle mit dem Empfänger (15) des zeug bestehenden Systems und dadurch die Genauig-Werkzeugkopfes in optischer Verbindung steht, keit der Zahnbearbeitung und die Schnittintensität,
während die andere mit einem von zwei Empfän- as Durch diese Nachteile der bekannten Maschinen gern (16, 17) abwechselnd optisch verbindbar ist, ist die Bearbeitung genauer Zahnräder mit einem die auf der Aufspannvorrichtung des Werkstückes Durchmesser von über 12 m ein schwer zu lösendes fest angeordnet sind und in einer zur Teilungs- Problem.

ebene des Werkstückzahnr^des parallelen Ebene Es ist auch aus anderen Gebieten der Technik an

um ein Maß voneinander entfernt sind, das der 30 sich bekannt, am Werkstück festklemmbare und fort-Zahnteilung des Rades gieich ^:st. bewegliche Werkzeugträger zu verwenden. Jedoch

weisen derartige Anordnungen den Nachteil auf, daß es schwierig ist, den Werkzeugträger auf einfache Weise in die jeweils erforderliche genaue Stellung zu

35 verschieben.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beheben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verzahnungsmaschine für vorzugsweise sehr große

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verzahnungs- 40 Stirnräder zu schaffen, die eine einfache bauliche Gemaschine für vorzugsweise sehr große Stirnräder, die staltung sowie ein geringes Gewicht und eine große nach dem Formfräsverfahren arbeitet, mit einer Auf- Steifigkeit aufweist und die die Bearbeitung der spannvorrichtung für das Werkstück, einem Werk- Zähne von Zahnrädern mit praktisch unbegrenzt grozeugkopf, dessen Gehäuse einen Support mit der ßem Durchmesser ermöglicht un~ die hierbei be-Werkzeugspindel und einen Antrieb enthält, und mit 45 triebssicher und bequem bedienbar ist.
einer mit dem Werkstück gleichachsigen selbsttätig Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Teil-

drehantreibbaren Teileinrichtung. einrichtung mindestens eine Quelle für vorzugsweise

Die Erfindung kann vorzugsweise für die Bearbei- optische Strahlen hat, deren Empfänger mit den: tung von Stirnrädern mit einem Durchmesser von Drehantrieb der Teileinrichtung verbunden und am m und darüber angewandt werden. 50 Gehäuse des Werkzeugkopfes angebracht ist, der am

. Es sind bereits Verzahnungsmaschinen, Vorzugs- Umfang des unbeweglich festgespannten Werkstückes weise zum Verzahnen von Stirnrädern bekannt, die verschiebbar und am Werkstück festspannbar ist. nach dem Formfräsverfahren arbeiten (s. beispiels- Werden äußerst genaue Zahnräder bearbeitet, so ist weise die USA.-Patentschrift 953 059). es /weckmäßig, wenn die Teileinrichtung zwei Quel-

Diese bekannten Verzahnungsmaschinen enthalten 55 Ien für optische Strahlen besitzt, von denen die eine eine als Drehtisch gestaltete Vorrichtung zum Fest- Quelle mit dem Empfänger des Werkzeugkopfes in spannen des Werkstückes und einen Werkzeugkopf, optischer Verbindung steht, während die andere mit in dessen Gehäuse ein Support mit einer Werkzeug- einem von zwei Empfängern abwechselnd optisch verspindel und das Arbeitswerkzeug angeordnet sind, bindbar ist, die auf der Aufspannvorrichtung des sowie eine mit dem Werkstück gleichachsige, selbst- 60 Werkstückes fest angeordnet sind und in einer zur tätig drehantreibbare Teileinrichtung. Teilungsebeiie des Werkstückzahnrades parallelen

Die Teileinrichtung enthält bei diesen Verzah- Ebene um ein Maß voneinander entfernt sind, das der nungsmaschinen eine mit einem Zahnrad kämmende Zahnteilung des Rades gleich ist.
Schnecke, wobei das Zahnrad mit einem Drehtisch Durch eine solche Aufgabenlösung ergibt sich der

gekoppelt ist, auf dem sich das mit dem Zahnrad 65 Vorteil, daß bei geringer Eigenmasse der Maschine gleichachsig angeordnete Werkstück befindet. Zahnräder mit praktisch unbegrenzt großem Durch-

Die Teilungsverstellung des Werkstückes erfolgt messer bearbeitet werden können. Auch ist es vorteilmittels der Schnecke. haft, daß eine große Steifigkeit des aus dem Werk-