DE1950959B - Wälz vorrichtung an einer Verzahnungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wälzvorrichtung an einer Verzahnungsmaschine, bei der das Werkstück um seine Achse drehbar auf einem quer zur Werkstückachse verschiebbaren Schlitten gelagert und gemeinsam mit diesem von einem Getriebe antreibbar ist, das zusätzlich zu der normalen, aus einer Verschiebung des Schlittens und einer Drehung des Werkstücks zusammengesetzten Abwälzbewegung mittels einer Kurvenscheibe eine sich einer dieser beiden Bewegungskomponenten überlagernde Bewegung erzeugt.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er in der deutschen Patentschrift 886 090 beschrieben ist. Bei der aus dieser Patentschrift bekannten Wälzvorrichtung ist die Werkstückaufspannvorrichtung drehbar auf einem Schlitten gelagert, der im rechten Winkel zur Achse des Werkstücks verschiebbar ist. An der Werkstückaufspannvorrichtung ist ein Rollkörper befestig'., der über Stahlbänder mit Spannhebeln verbunden ist. Die Spannhebel sind an einem Rahmen gelagert und stützen sich an den beiden Enden einer Welle ab. Die Welle läßt sich gegenüber dem Rahmen axial verstellen; hierzu ist ein Kurvenfolgehebel vorgesehen, dci sich mit einer an seinem freien Ende gelagerten Kurvenfolgerolle an einer Kurvenscheibe abstützt. Die Kurvenscheibe ist ebenfalls am Rahmen gelagert und ist von einem Getriebe aus antreibbar, das über einen Kurbeltrieb auch hin- und hergehende Bewegungen des Schlittens normal zur Achse des Werkstücks erzeugt. Der Schlitten und der Rahmen sind beide auf einem Bettschlitten angeordnet, der in bezug auf ortsfest angeordnete Schleifscheiben parallel zur Werkstückachse hin- und herbeweglich ist.

Wenn bei dieser bekannten Wälzvorrichtung der Rahmen stillsteht, während sich der Schlitten normal zur Werkstückachse hin- und herbewegt, ergibt sich bei stillstehendem Kurvenfolgehebel eine normale Abwälzbewegung des Werkstücks gegenüber den Schleifscheiben; diese Abwälzbewegung setzt sich zusammen aus der hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens und der davon über den Rollkörper und die Stahlbänder abgeleiteten hin- und hergehenden Drehbewegung des Werkstücks. Wenn sich nun noch die Kurvenscheibe dreht und damit den Kurvenfolgehebel hin- und herschwenkt, führen die beiden Spannhebel und mit ihnen die Stahlbänder eine hin- und hergehende Bewegung aus, die eine zusätzliche hin- und hergehende Drehung des Rollkörpers zur Folge hat. Diese der normalen Abwälzbewegung überlagerte zusätzliche Drehung des Werkstücks hat bei der bekannten Wälzvorrichtung den Zweck, bei allen Zähnen des Werkstückzahnrades ein und dieselbe Profilkorrektur, insbesondere eine Zahnkopfrücknahme, herbeizuführen, wobei der Wälzkreis des Zahnrades erhalten bleibt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wälzvorrichtung für Verzahnungsmaschinen zu schaffen, die es ermöglicht, das Verhältnis der beiden Wälzkomponenten über einen beliebigen Drehwinkelbereich bis zu 360° kontinuierlich zu ändern.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kurvenscheibe, wie an sich bekannt, gleichachsig zum Werkstück angeordnet und gemeinsam mit diesem drehantreibbar ist und eine sich über ein Mehrfaches der Zahnteilung des Werkstücks erstreckende Kurve aufweist und daß das Getriebe zum Verschieben des Schlittens ein in Richtung der Schlittenbewegung am Schlitten verschiebbar geführtes

Zwischenglied aufweist, das über die Kurve der Kurvenscheibe am Schlitten abgestützt ist

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß der Schlitten eine zusätzliche, der normalen Abwälzbewegung überlagerte Verschiebung erfährt, die unmittelbar von der Drehung des Werkstücks abgeleitet wird und über einen Drehwinkelbereich des Werkstücks, der mehr als einer Zahnteilung entspricht, einen vorbestimmten Verlauf genau einhält. ,₀

Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätzlich hingewiesen auf die USA.-Patentschrift 2 856 823, aus der eine Kopierfräsmaschine zum Herstellen elliptischer Zahnräder im Abwälzverfahren bekannt ist. Als Fräswerkzeug ist bei dieser Maschine ein Wälzfräser vorgesehen, der auf einer radial zum Werkstück zustellbaren und parallel zur Achse des Werkstücks hin- und he-bewegbaren Schlitten gelagert ist. Auf einer gemeinsamen"Welle mit dem Werkstück ist eine Kurvenscheibe angeordnet, deren Kontür dem elliptischen Wälzkreis des zu fräsenden Zahnrades entspricht und von einem radial zur gemeinsamen Welle im !Maschinengestell geführten Stößel abgetastet wird, der über ein Hebelgestänge ein sich parallel zur gemeinsamen Achse des Werkstücks und der Kurvenscheibe erstreckendes Lineal steuert, an dem eine am Schlitten des Wälzfräsers gelagerte Rolle entlanglauft. Die Kurvenscheibe steuert somit über das Lineal die Zustellbewegung des Wälzfräsers. Die Drehbewegung des Wälzfräsers ist über ein mehrstufiges Zahnradgetriebe von einem Elektromotor abgeleitet, der über ein weiteres mehrstufiges Zahnradgetriebe und eine Schnecke ein elliptisches Schneckenrad antreibt, das auf derselben Welle wie das Werkstück und die Kurvenscheibe befestigt ist und dessen Wälzkurve genau die gleiche elliptische Form aufweisen muß wie diejenige des zu fräsenden Werkstück-Zahnrades. Für Werkstücke mit verschiedener Wälzkurve ist demnach je ein eigenes, entsprechend gestaltetes Schneckenrad erforderlich, dessen Herstellung bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit des Werkstücks mit erheblichem Aufwand verbunden ist.

Auf der Modulspindel 5 ist eine Spindelmutter 20 angeordnet, die von einem Keil 21 am Drehen gehindert ist und eine Quernute 22 aufweist, in die ein die Spindelmutter 20 in Axialrichtung fixierender Gleitstein 23 eingreift. In den Gleitstein 23 greift ein um den Betrag«? exzentrischer Zapfen 24' am unteren Ende einer im Oberschlitten 4 gelagerten Exzenterachse 24. Am oberen Ende der Exzenterachse 24 ist ein Hebel 25 befestigt, an dem eine Stange 26 angelenkt ist. Die Stange 26 ist außerdem am kurzen Arm eines Doppelhebels 27 angelenkt, der auf einer Achse

28 im Oberschlitten 4 gelagert ist. Auf dem langen Ann des Doppelhebels 27 ist eine Rolle 29 gelagert, die auf einer am Werkstücktisch 10 befestigten Schablone 30 läuft.

Die erforderliche Anpreßkraft zwischen der Rolle

29 und der Schablone 30 wird dadurch erzeugt, daß ein Kolben 31 in einem Zylinder 32 am Unterschiitten 2 über die Kolbenstange 33 auf den Oberschlitten 4 drückt, wenn der Zylinderraum 34 mit Drucköl beaufschlagt wird. Dieser Druck wirkt über die Exzenterachse 24, deren exzentrischer Zapfen 24' sich an der Spindelmutter 20 abstützt, den Hebel 25, die Stange 26 und den Doppelhebel 27 auf die Rolle 29.

Bei einer Wälzbewegung ohne progressiven Verlauf, d. h. beim Verzahnen eines normalen Zahnrades mit einem Wälzkreis bestimmten Durchmessers ist die Spindelmutter 20 fest mit dem Oberschlitten 4 verbunden. Das Getriebe 13 treibt dann die Modulspindel 5 über die Modulwechselräder 14, 15 und 16 an und verschiebt den Oberschlitten in Richtung des Pfeils 6. Gleichzeitig treibt das Getriebe 13 über die Teilwechselräder 17, 18 und 19 auch die Wälzspindel 7 und damit die Schnecke 8 an. die ihrerseits über das Schneckenrad 9 den Werkstücktisch 10 in Richtung des Pfeils 11 dreht. Aus diesen beiden Bewegungen 6 und 11 ergibt sich die Wälzbewegung des zu verzahnenden Werkstücks mit einem bestimmten Wälzkreis, der sich an der Bezugsgeraden eines als Werkzeug dienenden Kammstahls 36 ohne Schlupf abwälzt, als ob Kammstahl und Werkstück ein Zahnstangengetriebe bilden würden. _

Soll aber ein Werkstück, z. B. die Lenkwelle 12 verzahnt werden, deren Verzahnung gemäß F i g. 3 an Stelle eines Wälzkreises eine Wälzkurve 35 aufweist, wobei das Kammhobelwerkzeug 36 an Stelle einer Bezugsgeraden eine Bezugskurve 37 besitzt, dann muß sich 'die Wälzkurve 35 — ebenfalls ohne Schlupf — auf der Bezugskurve 37 abwälzen, während die Lenkwelle 12 sich zusammen mit dem Werkstücktisch 10 um ihre Achse 38 dreht und das Kammhobelwerkzeug 36 seine hin- und hergehende Hobelbewegung ausführt. Das Kammhobelwerkzeug 36 entspricht im wesentlichen der Lenkzahnstange, die später mit der Lenkwelle 12 kämmen soll.

Während der Wälzbewegung des Werkstücks 12, die sich aus der Drehbewegung in Richtung des Pfeils 11 und der Translationsbewegung in Richtung des Pfeils 6 zusammensetzt, besteht das größte Wälzübersetzungsverhältnis, wenn die Punkte 40 und 40' der Bezugskurven 37 und 35 zusammenfallen; dagegen herrscht das kleinste Wälzübersetzungsverhältnis, wenn die Punkte 39 und 39' oder 41 und 41' zusammenfallen. Auf der Schablone 30 entspricht der Anfang des veränderten Wälzübersetzungsverhältnisses dem Punkt 39". Beim Weiterdrehen in Richtung des Pfeils 11 drückt die Schablone 30 die Rolle 29 radial nach außen. Diese Bewegung wird über den Doppelhebel 27 und die Stange 26 auf den Hebel 25 übertragen; dadurch verdreht sich die Exzenterachse 24 und der exzentrische Zapfen 24' mit dem Gleitstein 23 in der Quernut 22 erteilt dem Oberschlitten 4 eine zusätzliche Translationsbewegung in Richtung des Pfeils 6, was das Wälzübersetzungsverhältnis beeinflußt. Im Punkt 40" der Schablone 30 ist das Maximum der Zusatzbewegung erreicht; dieser Punkt entspricht dem Punkt 40 auf der Bezugskurve 37 des Werkzeuges und dem Punkt 40' auf der Wälzkurve 35 der zu hobelnden Verzahnung der Lenkwelle 12. Beim Weiterwälzen verkleinert sich die Zusalzbewegung des Oberschlittens 4, um dann im Punkt 41" der Schablone zum Stillstand zu kommen; von hier ausist keine Zusatzbewegung des Oberschlittens mehr vorhanden. Dieser Punkt entspricht dem Punkt 41 auf der Bezugskurve 37 des Werkzeuges und dem Punkt 41' auf der Wälzkurve 35, von wo aus wieder das ursprüngliche Wälzübersetzungsverhältnis zwischen Werkstück und Werkzeug wie bei Beginn des Walzens herrscht. Damit wird die Verzahnung der Lenkwelle fertig gehobelt.

Hierzu 1 Bteit Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wälzvorrichtung an einer Verzahnungsmaschine, bei der das Werkstück um seine Achse L drehbar auf einem quer zur Werkstückachse verschiebbaren Schlitten gelagert und gemeinsam mit diesem von einem Getriebe antreibbar ist, das zusätzlich zu der normalen, aus einer Verschiebung des Schlittens und einer Drehung des Werkstücks zusammengesetzten Abwälzbewegung mittels einer Kurvenscheibe eine sich einer dieser beiden Bewegungskomponenten überlagernde Bewegung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (30), wie an sich be- kannt, gleichachsig zum Werkstück (12) angeordnet und gemeinsam mit diesem drehantreibbar ist und eine sich über ein mehrfaches der Zahnteilung des Werkstücks erstreckende Kurve aufweist, und daß das Getriebe zum Verschieben des Schlittens

(4) ein in Richtung der Schlittenbewegung am Schlitten verschiebbar geführtes Zwischenglied (Mutler 20) aufweist, das über die Kurve der kurvenscheibe am Schlitten abgestützt ist.

2. Wälzvorrichtung nach Anspruch 1 zum Herstellen von Lenksegmenten für Lenkgetriebe mit veränderlicher übersetzung mittels eines Kammhobelwerkzeugs, dessen Wälzlinie eine zwischen zwei geradlinigen Abschnitten liegende, von der Werkstückachse aus gesehen konkave Einbuchtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Lenksegment (12) entsprechende Drehwinkelbereich der Kurvenscheibe (30) einen ersten Abschnitt mit konstantem Radius, einen einzigen Anstieg (39" bis 41"), dessen Wendepunkt dem Maximum der Einbuchtung des Kammhobelwerkzeugs (36) zugeordnet ist, und einen sich daran anschließenden zweiten Bereich mit konstantem, größerem Radius aufweist.

3. Wälzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Schlitten (4) geführte Zwischenglied eine gegen Drehen festgehaltene Mutter (20) ist, in die eine den Schlitten in bekannter Weise verschiebende Gewindespindel

(5) eingreift.

4. Wälzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Mutter (20) und der Kurvenscheibe (30) einen am Schlitten (4) gelagerten Hebel (25) umfaßt, der mit einer an der Kurvenscheibe anliegenden Kurvenfolgerolle (29) verbunden ist und einen Gleitstein (23) aufweist, der in eine Qucrnut (22) der Mutter eingreift.

5. Wälzvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (4) von einer unter konstantem Druck stehenden und sich an einem Unierschlitten (2) oder Maschinenbett abstützenden Kolben-Zylindereinheit (31 bis 34) im Gegensinn der vom Anstieg (39" bis 41") der Kurvenscheibe (30) erzeugten Bewegung des Schlittens belastet ist.