DE1958948A1 - Zahnradfraesmaschine - Google Patents

Description

^9*58948

Bird Island, Inc., Boston

(Mass., USA)

Zahnradfräsmaschine

Zweck der Erfindung ist es unter anderem, eine verbesserte Zahnradfräsmaschine zu schaffen, die ein genaues, d.h. mit geringen FUhrungs-, Teilungs-, Profil- und Rundlauffehlerη behaftetes, und schnelles Herstellen von Zahnrädern mit einem gewünschten Profil ermöglicht. Dabei soll die Zahnradfräsmaschine einfach und sparsam sein, so wie einen springen Platzbedarf aufweisen.

Die erfindungsgemässe Zahnradfräsmaschine ist nun dadurch gekennzeichnet* dass sie mindestens einen Fräskopf mit einer Vielzahl von Profil erzeugenden, um eine gemeinsame Achse rotierenden Sohneidkanten und einen Werkstückträger aufweist, auf dem das Werkstück um eine Achse rotierend angeordnet ist, wobei der Fräskopf und der Werkstückträger längs einer Bahn relativ zueinander bewegbar und derart miteinander gekoppelt sind, dass sie sich beim Fehlen der Relativbewegung jeweils mit einer öpundgeschwindigkeit drehen und beim Auftreten der Relativbewegung die Grundgeschwindigkeit des Fräskopfes oder die des Werkstückträgers um eine von der Grosse der Relativ bewegung abhängige Differentialgeschwindigkeit zu- oder abnimmt, so d^ss die Schneidkanten als Tangenten an das Zahn-

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profil dieses im Verlaufe einer Reihe von Schnitten im Hüllschnitt erzeugen, wobei die Grundgeschwindigkeiten in einem Verhältnis zueinander stehen, das vom Verhältnis der Schneidkantenanzahl zur Zähnezahl des zu fräsenden Zahnrades derart abhängt, dass jede Schneidkante einen Schnitt tangential an* das Zahnprofil eines Zahnes macht während dieser die Bewegung der Schneidkante kreuzt und zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten an jedem Zahnprofil jeweils eine vollständige Umdrehung des Werkstückes liegt.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Messerkopf zur Herstellung von Zahnrädern, mit einer Vielzahl von in einem Körper angeordneten Messern, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Messer mindestens eine Schneide mit einer Spanfläche sowie einen Befestigungsteil aufweist, wobei die Spanfläche unter einem Spanwinkel zu einer Bezugsebene geneigt ist und eine in dieser liegende zur Erzeugung eines Zahnprofils dienende Schneidkante und eine zur Erzeugung einer Auskehlung am Zahnfuss zwischen zwei Zähnen dienende Schneidspitze aufweist, und wobei der Befestigungsteil so im Körper gehalten istj dass die Bezugsebenen jeweils einen Winkel mit der Drehachse des Messerkopfes einschliessen, der dem Schrägungswinkel des herzustellenden Zahnrades,gemessen an dessen Herstellungs-Wälzkreis entspricht.

Zweekmässigerweise wird das Werkstück längs einer Geraden rechtwinklig zur Werkstückachse-relativ zum Fräskopf bewegt. Die profilerzeugenden Schnittkanten des Fräskopfes liegen zweekmässigerweise alle in einer Ebene, die die Fräskopf-Achse schneidet und die senkrecht zur Fräskopf-Achse ist. · Die Schneiden der Messer sind vorzugsweise noch mit von deft' profilerzeugenden Schneidkanten entfernten Schneidkanten ausgerüstet, die für eine Grobbearbeitung des herzustellenden

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Zahnrades dienen, wobei sie am Werkstück in einem dem Profil abliegenden und an dieses angrenzenden Bereich Material abfräsen. Die Schneide der Messer des Fräskopfes sind zweckmässigerweise mit einer weiteren Schneidkante ausgestattet, die ein Profilieren des Zahnkopfes ermöglichen. Zweckmässigerweise ist der Präskopf als Messerkopf ausgebildet, bei dem die Messer in gleichmässigen Abständigen am Umfang eines Körpers verteilt abnehmbar und auswechselbar angeordnet sind. Die profilerzeugenden Schneidkanten schneiden vorzugsweise einen theoretischen Wälzkreis des Fräskopfes, dessen Radius gleich der Differenz zwischen dem Achsabstand der Achsen des Fräskopfes und des Werkstückes und dem Radius des Herstellungs-Wälzkreises des herzustellenden Zahnrades ist. Zweckmässigerweise sind die Messer so am Fräskopf angeordnet, dass ihr Abstand am theoretischen Wälzkreis gleich dem Produkt der Zahnteilung des Zahnrades (gemessen am Herstellungs-Wälzkreis), des Sinus des Winkels zwischen der Fräskopf- und der Werkstückachsen und der Sekante eines Winkels A ist, wobei A der Winkel zwischen der Werkstückachse und der Fräskopfachse minus dem Schrägungswinkel des Zahnrades (gemessen am Herstellungs-Wälzkreis) ist. i

Zweckmässigerweise ist die Zahnradfräsmaschine mit einem zweiten Fräskopf ausgestattet, der die Profilierung der Zähne auf der dem vom ersten Fräskopf hergestellten Profil gegenüberliegenden Seite jedes Zahnes vornimmt. Zweckmässigerweise sind die Fräsköpfe so ausgebildet und angeordnet, das sie während eines vorzugsweise vorzugehenden Grobbearbeitungsganges jeweils Material am Werkstück abfräsen, dass jeweils im Bereich der erzeugenden Schneidkante des anderen Fräskopfes liegt, so dass die profilerzeugenden Schneidkanten, die vorzugsweise schärfer sind als die weiteren der Grobbearbeitung

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dienenden Schneidkanten, nur in einem darauffolgenden Feinbearbeitungsgang zum Einsatz kommen.

Die Zanradfräsmaschine ist zweckmässigerweise mit einer durch eine Steuerkurve gesteuerten Steuereinrichtung ausgestattet, die die Zuführgeschwindigkeit des Werkstückes regelt, um beispielsweise den Spanquerschnitt während aufeinanderfolgender Schnitte am gleichen Zahnprofil gleichzuhalten. Zweckmässigerweise weist die Zahnradfräsmaschine noch eine weitere mittels einer Steuerkurve betätigte Steuereinrichtung auf, die zur Beeinflussung des Verhältnisses zwischen Zuführgeschwindigkeit und Differentialgeschwindigkeit des Präskopfes dient, um beispielsweise das Herstellungsprofil während einer Grobbearbeitung in der Zustellphase zu steuern oder das Herstellen nichtevolventer Zahnprofile zu ermöglichen. Beide mittels der Steuerkurven gesteuerte Steuervorrichtungen sind zweckmässigerweise so ausgebildet, dass sie von den BewegungsVerhältnissen am Anfang des Präsvorganges abhängen, in dem die Steuerkurven mit einer der Zuführgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit angetrieben werden.

Die zur Hervorbringung der Differentialgeschwindigkeit bzw. Differentialbewegung dienende Vorrichtung weist einen verschwenkbaren Hebel auf, der über eine Steuerkurve mit dem Werkstückträger gekoppelt ist. lieber letztere ist es möglich, die Stellung des Werkstückträgers relativ zum Hebel einzustellen. Der Hebel kann nun den Phasenwinkel zwischen zwei vorzugsweise vorgesehenen Präsköpfen ändern. Es ist besonders zweckmässig, die Drehachse des Hebels veränderlich auszugestalten, um das Hebelverhältnis, und damit den entsprechenden Grundkreisdur.cnmesser eines Zahnrades mit evolventen Zähnen zu beeinflussen.

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Die Präsmaschine ist vorzugsweise mit einem Hauptantrieb ausgestattet, der im Falle der Verwendung von zwei Fräsköpfen zu deren Antrieb jeweils ein Schraubenradpaar aufweist, das jedoch entgegengesetzte Steigungen besitzt. Der Antrieb treibt die Fräsköpfe und das Werkstück mit Grundgeschwindigkeiten an, wobei das Verhältnis der Grundgeschwindigkeiten jedes Fräskopfes zur Grundgeschwindigkeit des Werkstückes gleich dem Verhältnis der Zähnezahl des herzustellenden Zahnrades

' zur Anzahl der Schneidkanten des Fräskopfes ist. Die Zahnrad- { fräsmaschine ist nun zweckmässigerweise mit einem Differentialantrieb ausgestattet, der beispielsweise den oben erwähnten Hebel enthält, und den Fräsköpfen eine Differentialgeschwin-

' digkeit um ihre Achse verleiht, die" von der linearen Relativ-

>„ bewegung des Werkstückes und der Fräsköpfe abhängt. Die Differentialgeschwindigkeit wird nun zweckmässigerweise zur Grundgeschwindigkeit des einen Fräskopfes hinzugezählt und der

\' Grundgeschwindigkeit des anderen Fräskopfes abgezogen.

;-_ Die Zahnradfräsmaschine ist zweckmässigerweise so ausgebildet, dass bei einer vollständigen Umdrehung des Werkstückes an jedem Zahn Schnitte ausgeführt werden. Vorzugsweise weist die Zahnrad ,maschine eine weitere Einstelleinrichtung auf, die es ermöglicht, den Phasenwinkel zwischen einander entsprechenden Schneidkanten zweier, zweckmässigerweise vorgesehener Fräsköpfe am Beginn des Schneidvorganges zwecks Bestimmung der Zahndicke einzustellen.

Die vorliegende Zahnradfräsmaschine weist nun eine ganze Reibe von entscheidenden Vorteilen auf. Sie ermöglicht es in erster .^ · '. Linie, Zahnräder mit einem gewünschten Zahnprofil mit hoher

Geschwindigkeit zu erzeugen und dabei die Zahnfehler, wie bei-, epielswelse FUhrungs-, Teilungs-, Profil- und Rundlauffehler,

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äusserst klein zu halten. Vorzugsweise weist die Zahnradfräsmaschine Messer auf, die die Herstellung einer gewünschten • Auskehlung am Zahnfuss zwischen zwei Zähnen ermöglicht. Die Zahnflanken können mit ausserordentlich guter Oberflächeneigensehaften hergestellt werden, d.h. mit so kleinen Graten,. wie man sie zwischen Schnitten erhalten würde, die nicht parallel zur Berührungslinie zwischen schräg verzahnten Rädern liegen. Die Profilierung der Werkstücks-Rohlinge kann mit relativ wenigen Schnitten und bei geringen Kosten erfolgen. Dabei sind insbesondere die Werkzeugs- und die Arbeitskosten φ · äusserst gering. Die Zahnradfräsmaschine benötigt beispielsweise auch nur eine geringe Antriebsenergie.Ihr Platzbedarf für die Aufstellung und Handhabung ist vorzugsweise äusserst gering. Die Zahnradfräsmaschine kann äusserst einfach bedient werden, da beispielsweise die Anzahl der von Hand zu betätigenden Einrichtungen sehr gering ist. Die Zahnradfräsmaschine ist insbesondere für die Verwendung von Werkzeugen aus Karbid oder Keramik geeignet, die eine lange Standzeit besitzen. Es ist ferner möglich, sie mit einer starren und kompakten Kraftübertragung für den bzw. gegebenenfalls die Fräsköpfe Und das Werkstück bzw. den Werkstückträger auszustatten. Ferner kann der Weg für die Werks tückzufuhrungs zum Fräskopf " sehr klein sein. Besonders vorteilhaft ist es auch, dass die Messer des Fräskopfes einfach kalibriert und eingestellt werden können. Auch das Schärfen und Setzen der Messer kann auf . einfachste Weise durchgeführt werden. Die Zahnradfräsmaschine ermöglicht es ferner, für ein herzustellendes Zahnrad die Zahndicke, den Schrägungswinkel,. die Profilform und andere Parameter, wie beispielsweise nicht evolvente Profilformen, die Balligkeit der Zähne, die Zahnstärke in Abhängigkeit von der Zahntiefe, einzustellen bzw. zu verändern, unabhängig von der

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Geometrie des Werkzeuges. Die vorliegende Zahnradfräsmaschine ermöglich somit die Erstellung von Zahnrädern, die mit jenen 'vergleichbar sind, die durch Kaltbearbeitung, im Stoss- und Abwälzverfahren, und auf Maschinen hergestellt sind, die mit Combutersteuerung und komplizierten Y/erkzeugüberwachungseinrichtungen ausgestattet sind.

AusfUhrungsbeispiele der erfindungsgemässen Zahnradfräsmaschine sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:

Pig. 1 eine erste Zahnradfräsmaschine in isometrischer Darstellung und teilweise aufgebrochen;

Pig. 2 die Zahnradfräsmaschine nach Fig. 1 mit voll zurückgezogenem Schlitten, in Draufsicht und teilweise aufgebrochener Darstellung;

Fig. 5 die Zahnradfräsmaschine mit in Mittelstellung befindlichem Schlitten, in Längsschnitt 5-3 der Fig. 3, wobei der Schlitten·teilweise aufgebrochen dargestellt ist;

Fig. 4 die Punktionselemente der Schlossplatte des Schlittens, in isometrischer schematischer Darstellung;

Fig. 5 die Schlossplatte nach Fig. 4 im Schnitt längs der Linie 5-5;

Pig. 6 die Geschwindigkeitssteuerkurve der Schlossplatte; Fig. 7 die Phasensteuerkurve der Schlossplatte;

Fig. 8 einen Messerkopf im Querschnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 17;

Fig. 9 die Anordnung eines Messers im Messerkopf der Fig. 8, mit einem Anschlagring, wobei zusätzlich noch ein Messer in der nicht zum Ansetzen geeigneten Stellung

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dargestellt ist; im Querschnitt;

Fig. 10 die Anordnung eines Messers im zweiten Messerkopf, analog der Darstellung der Fig. 9 J

Fig. 11 einen Ausschnitt aus einem Messerkopf in der Ansicht 11-11, der Fig. 8, in grösserem Massstab;

Fig. 12 ein Messer in Draufsicht;

Fig. 13 das Messer der Fig. 12 in Ansicht von rechts; Fig. 14 das Messer der Fig. 12 in Ansicht von links;

Fig. 15 das Lager des Kniehebels entsprechend dem Schnitt 15-15 der Fig. 2;

Fig. 16 das Lager des Kniehebels entsprechend dem Querschnitt . 16-16, der Fig. 15;

Fig. 17 die Verstelleinrichtung der Spindeln der Messerköpfe im Ausschnitt entsprechend dem Schnitt 17-17* der Pig. 3;

Fig. l8 die Ladestation und die Zubringerstation der Fräsmaschine, in Seitenansicht und teilweise aufgebrochen;

Fig. 19 einen Teil der Antriebseinrichtung für die Zubringerstation der Fig. l8, im Ausschnitt;

Fig. 20 das Zusammenwirken des Zubringers und der Werkstückspindel beim Halten eines Werkstückes, im Längsschnitt und in grösserem Massstab;

Fig. 21 ein fertiges Zahnrad in isometrischer Darstellung;

Fig. 22 das Zusammenwirken von Messerköpfen und Werkstück; in schematischer isometrischer Darstellung;

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Fig. 23 das Zusammenwirken der Messer an einem Rohling im

Stadium der ersten Schnitte, in schematischer isometrischer Darstellung;

Fig. 24 das Zusammenwirken der Messer an einem Rohling im vorgeschrittenen Stadium der Zahnradherstellung, in analoger Darstellung der Fig. 23;

Fig. 25 die Ladestation mit der Ausrichtvorrichtung, im Ausschnitt und im Querschnitt;

Fig. 26 den Bewegungsablauf während eines Schnittes der Schneide des einen Messerkopfes und der Schneide des andernen Messerkopfes an einer Zahnlücke, im Schnitt 26-26, der Fig. 21 und in schematischer Darstellung;

Fig. 27 eine abgeänderte Steuerkurve zur Phasensteuerung;

- Fig. 28 eine weiter abgeänderte Steuerkurve zur Phasensteue- y , rung;

;' Fig. 29 den Bewegungsablauf während des Schnittes an einer

Zahnlücke entsprechend der Darstellung in Fig. 26, sT. jedoch für einen Grobbearbeitungsvorgang;

^ Fig. 30 eine weitere Befestigungsart eines Messers im Messer- : kopf, in Darstellung analog der Fig. 9*

Fig« 31 eine weitere Zahnradfräsmaschine in isometrischer

£'' Darstellung und teilweise aufgebrochen;

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Pig. y\ den Körper des Messerkopfes der Pig. 3> mit einem angesetzten Messer und zugeordnetem Werkstück sowie die Schneidengeometrie des Messers, in grösserem Massstab und in schematischer isometrischer Darstellung.

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Mit der in den Figuren dargestellten Maschine zum Fräsen von Zahnrädern wird aus einem Rohling 20 (Fig. l) ein Zahnrad 21 (Fig. 21) hergestellt, das Zähne 22 mit einem Zahnprofil 23 und Auskehlungen 24 aufweist.

Fig. 1 zeigt eine Werkstückspindel 25 (die zur Erzielung einer besonderen Steifigkeit aus Karbid besteht),die einen Werkstück-Rohling 20 trägt und drehbar in einem Schlitten 26 befestigt ist. Letzterer ist zur Erzielung einer geradlinigen Bewegung auf Führungen 28 einer vom Maschinengestell J>2 getragenen Plattform 29 befestigt. Eine Schlossplatte JJ, die von einem abnehmbaren Deckel J4 bedeckt ist, ist am Schlitten 26 befestigt und hängt über die Vorderseite der Maschine über. Messerköpfe 56 ^d 38 sind entgegengesetzt rotierend (die Drehrichtung ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet) auf parallelen Achsen angeordnet. Letztere sind rechtwinklig und mit gleichen Achsabständen von der Achse der Werkstückspindel 25 angeordnet.Eine automatische Rohlings-Zubringerstation 42 (sie ist bezüglich ihrer tatsächlichen Lage in Fig. 1 auseinandergezogen dargestellt) ist auf dem Schlitten 26 befestigt und weist ein Paar als Zubringer 46 und 48 dienende Spindeln aus Karbid auf, die an einem Träger 50 befestigt sind. Ferner ist der Zubringerstation eine Rohlings-Ladestation 58 zugeordnet.

Wie am besten aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, dient zum Antrieb der Werkstückspindel und der Messerköpfe ein Motor 60, der über einen Riemen 64 und eine Welle 66 ein Kegelrad 62 (Fig. 2) antreibt. Letzteres betätigt seinerseits über die Kegelräder 70 und 72 die Antriebswelle 68. Letzere wirkt über eine Kerbverzahnung mit einer Hülse 74 zusammen, die drehbar Jedoch in achsialer Richtung fest in dem Schlitten 26 angeordnet ist. Die Hülse 74 trägt ihrerseits ein Kegelrad 76, das mit dem Kegelrad 78 der Werkstückspindel 25 kämmt.

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Das Kegelrad 70 ist ebenfalls über eine Kerbverzahnung auf der Welle 80 angeordnet, die ihrerseits Schraubenräder 82 und Sk trägt, welche entgegengesetzte Steigungen aufweisen.Die Welle 8o ist zwecks achsialer und rotierender Bewegung in Kombinationsführungen 86 und 88 gelagert, die eine lineare und rotierende Bewegung gestatten. Die Kombinationsführungen sind auf einer Platte 89 befestigt, die ihrerseits mit der Plattform 29 verschraubt ist.

Der Messerkopf J>6 ist auf einer Spindel 90 befestigt (Figuren 1, 8 und 17)* die über Lager 9I um eine Achse 93 drehbar in einer exzentrischen Hülse 9² gelagert ist. Letztere ruht ihrerseits in einer zylindrischen Bohrung 9^ einer Trägerhülse 96, die im Gehäuse 97 auf der Plattform 29 befestigt ist. Einstellschrauben 98 und 99 ragen durch das Gehäuse 97 und stehen an Abflachungen 100 bzw. 101 der exzentrischen Hülse 92 an. Die exzentrische Hülse 92 ist mit der Trägerhülse dadurch verbunden, dass Schrauben 102 von denen jedoch nur eine in Fig. 8 dargestellt ist, durch Oeffnungen 104 in einen Plansch 106 der exzentrischen Hülse 92 ragen und in die Trägerhülse 96 eingeschraubt sind. Die Oeffnungen 104- sind als Langlöcher ausgebildet, die ungefähr eine Drehung von 3° der exzentrischen Hülse 92 in der Trägerhülse 96 um die Achse des Gehäuses 97 zulassen, falls die Schrauben 102 gelöst und die Einstellschrauben 98 und 99 betätigt werden. Dabei wird der Abstand zwischen den Achsen der Werkstückspindel und der Messerkopfachsen 93 um ungefähr 0,35 mm verändert. Dies entspricht einer maximalen Verschiebung der Messerkopfachse in paralleler Richtung zur Werkstück-spindelachse von nur 0,0076 mm.

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Die Spindel 90 wird vom Schraubenrad 82 über das Schraubenrad 110 angetrieben.

Der Messerkopf 38 ist auf gleiche Weise wie der Messerkopf angeordnet und wird von dem Schraubenrad 84 über das Gegenschraubenrad 112 (Figuren 1 und 2) angetrieben. Die Welle erstreckt sich durch das Lager 86 und trägt an einem Ende ein rotierendes Lager 120 (Figuren 1 und 2). Ein Zapfen 122 erstreckt sich zwischen dem Gehäusen de s Lageis 120 und der Kombinationsführung 86,um eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Lagern zu verhindern, jedoch eine achsiale Bewegung des rotierenden Lagers 120 mit der Welle 80 zu ermöglichen. Ein Zapfen 126 (Figuren 1 und 3) ist in einem Block 128 auf der Unterseite des Lagers 120 befestigt und drehbar in dem Ende eines Armes 130 des Kniehebels 1J52 gelagert.

Der Kniehebel 1^52 ist schwenkbar an einem Lagerzapfen 1J52 (Figuren 1, 15 und 16) befestigt, der mit einem kege1stumpfförmigen Schaft I36 ausgestattet ist, dessen Achse 127 exzentrisch zur Achse 138 des Lagerzapfens 1J54 liegt. Der Schaft 136 ist mittels einer Mutter 142 fest in die Oeffnung l40 des Maschinenbettes 32 hineingezogen und befestigt. Im Maschinenbett 32 angeordnete Stellschrauben 143 und 144 liegen an Abflachungen 146 und 147 des Schaftes 136 an. Der Schaft 136 kann dadurch nach Lösen der Mutter 142 mittels der Stellschrauben 143 und 144 um 3° versohwenkt werden. Der kurze Hebelarm 150 ist mit einer Anschlagfläche 152 versehen (Figuren 2 bi£ 7), an der (während der Schneidphasen des Maßchinenzykiuses) die Spitze einer inneren Schraube 15^ der Ph&sensteufrung 155 ansteht. Das Verschwenken des Schaftes

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136 um seine Achse I38, um die 'sich der Hebel 132 verschwenkt, in Richtung des kurzen Hebelarmes 150 bis zu 0,4 mm (was einer maximalen Verschiebung der Achse I38 längs des Armes' 130 von nur 0,076 mm entspricht) bewirkt, dass die Anschlagfläche 15£· relativ zur Schraube 154 bewegt wird» Damit verändert sich die wirksame Länge des Hebelarmes I50.

Die Phasensteuerung 155 (Figuren 2 bis 7) ist in der Schlossplatte 33 untergebracht und weist eine Mutter 158 (Figuren 4 und 5) auf, die in achsialer Richtung festgelegt ist, jedoch im Lager I60 der Schlossplatte drehbar ist. Eine äussere Schraube 162 ist in die Mutter I58 eingeschraubt und eine innere Schraube 154 ist ihrerseits in die äussere Schraube 152 eingeschraubt. Ferner weist die Mutter I58 noch einen von Hand betätigbaren Einstellknopf 164 auf* Die äussere Schraube 162 ist über eine Kerbverzahnung bei I66 mit dem Lager I80 gekoppelt, so dass bei Drehung der Mutter 158 eine achsiale Verschiebung der zwei Schrauben als Einheit stattfindet. Die Drehung der Mutter I58 kann von einem Hebelarm 168 bewirkt werden, der einerseits an der Mutter befestigt.ist und an andererseits mit einer Steuerkurve zusammenwirkt.

Der Stössel 170 (Fig. 2) eines Kolben-Zylinderaggregates 172 wirkt als Feder, um die Anschlagfläche 152 gegen die innere Schraube 154 zu drücken, so dass der Hebel 132 sich stets verschwenken wird, sobald sich der Schlitten 26 längs der Führungen 28 bewegt, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Ein Anschlag 174 begrenzt die Bewegung des Hebels bei Rückzug des Schlittens.

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Ein doppelt wirkendes Kolben-Zylinderaggregat l80 (Figuren 2 und 5) ist einerseits am Maschinenbett J2 und andererseits mittels eines Zapfens l8l am Schlitten 26 befestigt. Es treibt den Schlitten zur hin- und hergehenden Bewegung.an. Eine An-_ ■< triebsste'uerung 182 v,( Figuren 2 bis 5) bestimmt die Grosse und die Geschwindigkeit der Schlittenbewegung. Sie weist eine Mutter l84 auf, die drehbar in einem in der Schlossplatte befestigten Lager drehbar ist. In die Mutter 184 ist eine Schraube l88 eingeschraubt, die bei 190 über eine Kerbverzahnung mit dem Lager 186 gekoppelt ist. Die Schraube 188 steht am Anschlag> I89 (Figuren 2 und 5) cles Maschinenbettes J>2 an, und zwar während des Fräsvorganges des Maschinenzykluses. Ein lineares Ein- und Ausholen der Schraube I88 wird durch Drehung der Mutter l84 bewirkt," wobei hierzu letztere mittels eines Zahnrades I96 und I97 bewegt wird. Das Zahnrad 197 hat einen - etwas kleineren Durchmesser als das Zahnrad 196, die beide auf der Mutter 184 angeordnet sind.

Antrieb der Mutter ist ein Zahnrad 198 (Figuren 4 und $)* welches den gleichen Durchmesser wie das Zahnrad 197 aufweist, auf einer Leerlaufwelle 200 angeordnet, und kämmt fortwährend mit dem Zahnrad 197· Ein Zweibereichszahnrad 102 hat einen l80° Bereich 20% des Radius gleich demjenigen des Zahnrades 196 ist« Ein zweiter l80° Bereich 206 weist den gleichen Durchmesser auf wie das Zahnrad 197· Die beiden Bereiche haben die gleiche Anzahl von Zähnen, überlappen sich und sind auf einer Welle 210 befestigt, die in einer Richtung von einem in seiner Geschwindigkeit variierbaren Hydraulikmotor 212 angetrieben wird. Während jeder vollständigen Umdrehung der Welle 210 treibt einerseits der l80° Bereich 204 das Zahnrad 196 während einer halben Umdrehung und dreht dementsprechend die Mutter 18Λ in einer Richtung. Der l80° Bereich 206 treibt nun

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das Zahnrad 197 über das leerlaufende Zahnrad 198 und bewegt

dadurch die Mutter während der zweiten Hälfte der Drehung.

Die Drehung der Mutter erfolgt in diesem Falle in der entgegengesetzten Richtung. . ■

Auf der Welle 210 sind Steuerkurven 214 (Figuren 4 bis 6) und 216 (Figuren 4, 5 und 7) befestigt. Sie betätigen einerseits ein Hydraulikventil 194 und andererseits einen als Mitnehmer dienenden Hebelarm I68, der über eine Rolle 220 gegen die Steuerkurve 216 ansteht. Das Hyraulikventil 194 liegt in der Hydraulikzuleitung zum Motor 212 und steuert die Motorgeschwindigkeit und damit die Drehgeschwindigkeit der Mutter 184.

Der Messerkopf 36 besitzt einen Körper 221 (Figuren 8 bis 14), der mit dem vorderen Ende 222 der Spindel 90 verschraubt ist. Einander entsprechende Stirnflächen 223 und 224 des vorderen Endes 222 und des Körpers 221 liegen aneinander. Ein Keil 125 verhindert eine relative Drehbewegung zwischen dem- Körper 221 und dem vorderen Ende 222 der Spindel. Am äusseren Rand des Körpers 221 des Messerkopfes sind über den ganzen Umfang verteilt 90 radial aufgerichtete, V-förmige Nuten 227 (Pig. H) in gleichen Abständen voneinander vorgesehen. In jeder Nut 227 .ist ein Messer 226 aus Karbid festgespannt. Hierzu dient ein Spannring 228, der mit dem Körper 221 des Messerkopfes verschraubt ist. Der Spannring 228 besitzt einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 229, über den sich Befestigungsbolzen 23O erstrecken, und zwar .für jedes Messerpaar ein Befestigungsbolzen. Die Messer werden dadurch fest eingespannt, dass ein Ringteil 232 mittels der Befestigungsbolzen gegen die Messer gepresst wird. Ein Hohlring 234, der mit kleinen Kügelchen 236 aus Wolframlegierung (beispielsweise mit einem Durchmesser von 0,05 mm) gefüllt ist, ist gegen Jen Spannring

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228 geschraubt um die Vibrationen des Messerkopfes während des Einsatzes der Maschine zu dämpfen.

Jedes Messer 226 hat einen Befestigungsteil 240 (wie insbesondere aus den Figuren 9* 10, 12, 13 und 14 hervorgeht), der zwischen zwei Schneiden 242 und 244 liegt. Der Befestigungsteil 240 weist zwei Flächen 24l (Fig. 11) auf, nach denen das Messer ausgerichtet werden kann. Diese Flächen bilden untereinander einen Winkel, der von der Querachse 251 des Messers halbiert wird. Die Querachse 251 liegt parallel zur Achse 93 sobald das Messer im Messerkopf befestigt ist (siehe Fig.. 22). Die Flächen 24l wirken mit den Seiten der V-förmigen Nuten 227 zusammen. Die Messer sind so im Messerkopf J>6 befestigt, dass ihre Schneiden 242 über den Körper 221 des Messerkopfes hervorstehen (Figuren 8 und 9)·

Jede Schneide 242 weist eine Spanfläche 246 auf, die um einen kleinen Spanwinkel relativ zu einer imaginären Bezugsebene 248 (Fig. 22) geneigt ist. Letztere steht unter einem Winkel zur Achse 93 des Messerkopfes (und der Querachse 251 des Messers), der dem Schrägungswinkel des Zahnrades 21 (gemessen anuGrundkreis des Zahnrades) entspricht. Der Umfang der Spanfläche 246 weist eine gerade Schneidkante 252 auf, die in der Bezugsebene 248 liegt. Ferner besitzt, die Spanfläche eine Schneidspitze 254 mit einem Radius, der der Auskehlung 24 dee Zahnrades 21 entspricht, ferner eine konkave Schneidkante 256, die gegenüber der geraden Schneidkante 252 liegt, und eine kurze konkave Schneidkante 258, die die Fortsetzung der geraden Schneidkante 252 bildet. Letztere dient zur Profilierung der Spitze der Zähne 22.

Die gerade Schneidkante 252 aller Messer des Messerkopfes 36 liegen in einer Ebene, die rechtwinklig zur Achse 93 steht.

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Die Freiflächen 260, 262 und 264 der Schneide an den Seiten und an der Spitze sind alle leicht zur Spanfläche 246 geneigt und bilden einen kleinen Freiwinkel bezüglich Bezugsebenen, die senkrecht zur imaginären Bezugsebene 248 stehen, wie dies in Fig. 22 angedeutet ist.

Die Schneide 244 ist, abgesehen von ihrer Ausrichtung am Messer, spiegelbildlich zur Schneide 242 ausgebildet und weist beispielsweise eine Spanfläche 266 mit einem kleinen Spanwinkel bezüglich einer imaginären Bezugsebene 270 auf. Eine gerade Schneidkante 268 liegt in der Bezugsebene 270. Ferner weist die Spanfläche ebenfalls eine Schneidspitze mit einer zugehörigen Freifläche 272 auf. Die Spanflächen 246 und 266 liegen jeweils auf der gleichen Seite des Messerkopfes, aber ihre Ausrichtung unterscheidet sich derart voneinander, dass die zugehörigen imaginären Bezugsebenen 248 und 270 entgegengesetzt zu den Querachsen 251 der Messer ausgerichtet sind. Letztere weisen jeweils einen Winkel auf, der dem entsprechenden Schrägungswinkel des Zahnrades 21, gemessen am Grundkreis, entspricht. Die imaginären Bezugsebenen 248 und 270 bilden einen Winkel miteinander, der zweimal dem Schrägungswinkel entspricht. Gleichgültig, ob für Evolventen- oder Nichtevolventen Zahnformen und-für beliebige Winkel zwischen den Achsen des Messerkopfes 36 (oder 38) und der Werkstückspindel gilt allgemein, dass die Bezugsebenen 248 und 270 einen Winkel miteinander einschüessen, der zweimal dem Schrägungswinkel des herzustellenden Zahnrades,gemessen. am Herstellungs-Wälzkreis (der Herstellungs-Wälzkreis entspricht dem Teilkreis, mit Ausnahme, wenn das Evolventenzahnrad durch Abrollen längs eines Grundkreises hergestellt worden ist) plus zweimal-dem Winkel zwischen dem Messei»· kopf- und den Werkstückachsen, minus l80° ist. Jede Bezugsebene bildet somit einen Winkel, der die Hälfte jenes Winkels mit der Querachse 25I des Messers ist.

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Der Messerkopf 38 ist identisch mit dem Messerkopf 36, ausgenommen, dass seine Messer 226 so angeordnet i?t, dass die Schneiden 244 aus dem Messerkopf hervorstehen (Fig. 10). Die Spanflächen 246 und 266 berühren den Rohling, wenn sie ,von oben durch die Rotation der Messerköpfe in der in den Figuren 1 und 22 angedeuteten Richtung bewegt werden.

Die Messer 226 sind radial im Messerkopf 36 ausgerichtet, und zwar durch einen mit dem Körper 221 verschraubten Anschlagring 280. Ein abnehmbarer Einstellring 28l (Fig. 9) weist eine vertikale Ausrichtfläche 282 auf. Der Anschlagring 280 besitzt einen gekrümmten Flächenteil (Fig. 9), der die Schneidkante 284 der Schneide 244 berührt (die Krümmung der Schneidkante 284 entspricht der konkaven Schneidkante 256 der Schneide 242). Die Messer werden.mit der Ausrichtfläche 282 und dem gekrümmten Flächenteil 283 in Berührung gebracht, wenn sie mit den Schneiden 244 am Anschlagring 280 eingesetzt werden. Falls irrtümlicherweise versucht werden sollte, das Messer (beispielsweise das Messer 226' in Fig. 9) mit der Schneide 242 am Anschlagring 28o einzusetzen» so liegt das Messer nicht in der V-förmigen Nut, da aufgrund der unterschiedlichen Orientierung der Schneiden 242 und 244 relativ zur Querachse 25I die Kante 288 der Freifläche 260 über die konkave Schneidkante 256 hervorstehen und den gekrümmten Flächenteil 283 des Ansohlagringes 28o überlagern würde. Sobald die Messer an ihrem Platz festgeklemmt sind, wird der Einstellring 28l entfernt.

Die Messer 226 sind in dem Messerkopf 38 gleich ausgerichtet, mit Ausnahme der Anschlagfläche 290 (Fig. 10) des Anschlagringes 292, die ein Zusammenwirken der geraden Schneidkante 252 und der kurzen konkaven Schnittkante 258 zulässt, nicht

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jedoch mit der konkaven Schneidkante 256.

Die Anordnung der Messer 226 mit Abstand voneinander am Umfangjedes Messerkopfes ist deshalb so gewählt worden, um den Umfangsabstand zwischen benachbarten geraden Schneidkanten und 268 zu ermöglichen. Diese in Umfangsrichtung liegenden Abstände zwischen benachbarten geraden Schneidkanten 252 und 268 längs eines theoretischen Teilkreises sind gleich dem Kotangens . des Schrägungswinkels des Zahnrades 21 multipliziert ^ mit dem Teilkreis des Zahnrades 21, wobei beide Grossen am Grundkreis des Zahnrades abgenommen sind. Der Radius des theoretischen Messerkopfteilkreises ist gleich der Differenz zwischen dem Achsenabstand der Drehachse des Messerkopfes 36 (oder 58) und der Werkstückspindel 25 und dem Grundkreis des Zahnrades 21. Da der Radius des Messerkopf-Teilkreises ebenfalls von den in Umfangsrichtung liegenden Abständen zwischen den geraden Schneidkanten 252 längs des Teilkreises (für eine vorgegebene Anzahl von Messern im Messerkopf) abhängt, folgt, dass der Achsenabstand zwischen dem Messer kopf und der Achse des Zahnradrohlings den Sehrägungswinkel des Zahnrades 21 für einen vorgegebenen . Gruhdkreis bestimmt.

^ Die oben angegebenen Formeln können soweit verallgemeinert werden, dass sie sowohl nichtevolvente wie evolvente Zahnformen umfasst, indem man die Grossen am Herstellungs-Wälzkreis abgreift und den Winkel zwischen dem Messerkopf und der Werkstückachse berücksichtigt. Damit erhält man einen Messerkopf-Teilkreis, der im allgemeinen einen Radius aufweist, welcher gleich der Differenz zwischen dem Achsenabstand zwischen Messerkopf und Werkstückachse und dem Herstellungs-Wälzkreis Radius des Zahnrades ist. Die das Profil erzeugenden

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Kanten sind mit Abstand längs dieses Kreises angeordnet, wo~

£.. bei der Abstand gleich dem Produkt der Sekante eines

s& . Winkels A, dem Teilkreis des Zahnrades (gemessen am Herstel-

£ ι lungs-Wälzkreis), und dem Sinus des Winkels.zwischen der Werk-

_fi stück-und der Messerkopfachse ist, wobei A gleich dem Winkel .

"'._v zwischen dem Messer- und den Werkstückachsen minus dem Schrä-

f» gungswinkel des Zahnrades (gemessen am Herstellüngs-Wälzkreis)

f:^: ist.

·'. Das Verhältnis der wirksamen Hebellängen der Arme I30 und 15Q. bestimmt den Grundkreis des Zahnrades 21. Das Verhältnis ist gleich »η. Darin ist E die Anzahl der Messer 226 in jedem Messerkopf, P der gewünschte Grundkreisdurchmesser des Zahnrades 21, G die gewünschte Anzahl der Zähne des Zahnrades 21 und H der gemeinsame Durchmesser der Schraubenräder 110 und 112 ist.

Die exzentrische Lagerung der Messerkopfspindeln und des Hebels 132 liefert eine Peineinstellung des Schrägungswinkels und des Grundkreisradius des Zahnrades 21.

Das Verhältnis der durchschnittlichen Drehzahl der Messerköpfe 36 und 38 (bei stillstehendem Schlitten 26) zur Drehzahl der Jtferkstüeksplndeln 25 entspricht dem Verhältnis der gewünschten Anzahl der Zähne 22 zur Anzahl der Messer 226 pro Messerkopf. Der Werkstückspindel-Zubringer 48 (Figuren 1, 3, l8 und 20) der automatischen .Zubringerstation 42 besitzt einen ausdehnbaren Dorn 300 mit einem Betatigungszapfen 301 und einen elastomer«! O-Ring 302, und ist an einem Ende des Trägers 50 drehbar teefestigt. Der Zubringer 46 ist identisch aufgebaut und «uf <i«r gegenüberliegenden Seite des Trägers befestigt. Ferner »ίηά in ihrer Drehrichtung umkehrbare Motoren 304 und 306 vor-

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gesehen, die zura Antrieb und zum Bremsen der Zubringer dienen, wie weiifeer unten noch ausführlicher beschrieben wird.

Ein von einem Kolben-Zylinder aggregat betätigter Stab 310 ist in achsialep Richtung gegen den Betätigungszapfen 301 verschiebbar (Fig. 20} in einer Bohrung 311 der Werkstückspindel 25 angeordnet.

Ein zylindrischer Ansatz 318 (Fig. 18) des Ansatzes 50 erstreckt sich durch ein Lager 220, das in einem Ständer vorgesehen ist» welcher seinerseits mit dem Schlitten 26 verschraubt ist. Ein unterer Teil 324- des zylindrischen Ansatzes 318 weist einen geringeren Durchmesser auf und erstreckt sich in eine Ausnehmung 326 des Schlittens 26 und trägt ein Stirnrad 328 (Figuren l8 und 19). Ein Kolben-Zylinderaggregat ist innerhalb einer Bohrung 327 des zylindrischen Ansatzes 318 vorgesehen. Ein Kolben 333 ist in dem Zylinder des doppeltwirkenden Kolben-Zylinderaggregates 330 angeordnet. Der Zylinder 334 ist an seinem unteren Ende in der Ausnehmung befestigt. Die Kolbenstange 366 des Kolbens 332 ist in achsialer Richtung bezüglich des Trägers 50 mittels eines Lagers 338 festgelegt, welches seinerseits in der Bohrung 327 angeordnet ist. Durch Betätigung des Kolben-Zylinderaggregates kann somit der Träger 50 relativ zum Schlitten 26 angehoben werden. Ein Paar Führungsöffnungen 337 sind an gegenüberliegenden Seiten des Ständers 322 vorgesehen (in Fig. 1 ist nur eine Führungsöffnung gezeigt), wobei die Führungsöffnungen mit Führungszapfen 339 zusammenwirken, um ein Verschwenken des Trägers 50 in der abgesenkten Stellung zu verhindern.

Ein KoIben-Zylinderaggregat 340 (Figuren l8 und 19) weist einen Kolben 342 auf, der zwischen Kolbenstangenteilen 344

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34i^r £ώ^β%ι*ΐ3^β*^!1ϊ%ί die itoersedts in der Ausnehmung 326 des IlatoHttens 26-^vgelagert sind. Der iZyliMer ü&s ftolben-Zylin&eraggregates 340 ist damit in achsialer- Richtung frei zwischen

·λίί Jo.ί;; ■■;■■·. ~·. ■■ · ■■ ■ .■■...·■■·-.·.■ -.,-,.,

swel AmseklSgon 348 und 350 bewegbar und weist einen festen

t 35*ί auf, der in einer i^uTirüngsnut 35^ des

Se^aIittems 26"gleitet. Auf der Aussenseite des Zylinders ist ein Zahnstangenprofil 356 eingeschnitten, dass mit dem Stirarad 328. |c^pt%,₉^ρ₍ί'ejrn der Träger 50 sich in der angehobenen Stellung haf.iaaöet,, um den Träger 50 zu schwenken und die Zu-

-■*■■■■ ■· - V^: ■--■. .*vö '-.4 i ..;-.»,;■. . .

bringer .^-6 unji 48 . auszutauschen.

Sie Rbailings-Üadestatlon 5^Q- (Figuren 1, 3, l8 und 25) ist auf einer am Maschinengestell 33 befestigten Brücke 358 und weist eine Rinne 36Ο mit einem rechteckigen Kanal 362 auf, der mit Rohlingen 20 aus einem Magazin 364 beschickt wird. Ein Kolben-Zylinderaggregat betätigt eine Kolbenstange 366, die an ihrem vorderen Ende einen Stössel 368 aufweist, der die Querschnitfefläche des Kanals 362 ausfüllt and in dessen Längsrichtung hin- und herbewegt wird, um Rohlinge an das offene Ende des Kanals zu transportieren. Der Kanal 36Ο sieist ein vorderes offenes Ende 370 auf, um einen einzigen Bqtoling der Spindel eines Zubringers zu präsentieren. Eine Ausriehtvorrichtung JJ2 (Fig. 25) ist in einem Gehäuse an item offenen Ende 370 befestigt und erstreckt sich in Kanal. Die Ausrichtvorrichtung 372 weist eine Führungs- " fläche W& auf, die der Kontur des Umfanges des Rohlings entspricht vsaä feesitzt eine Abschrägung 378, so dass der Stössel 3&8 eine» SGliling In uine der Führungs fläche 376 gegenüberlie,geaele Stellung bringen kann. Eine Feder 38Ο spannt das die Ftßanmgsfläche tragende Element gegen den aufzunehmenden Rohling vor.

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Am Ständer 522 ist eine Entladevorrichtung 390 (Figuren 3 und l8) befestigt, die einen mit einer Aufnahmeöffnung 394 versehenen Führungskanal 392 besitzt. Die Aufnahmeöffnung . ' 394 liegt in der Höhe des vom Zubringer 46 oder 48 gehaltenen Rohlings 20, falls der Träger in angehobener Stellung ist. Der Führungskanal verläuft von der Aufnahmeöffnung 39^- weg in einer Schleife abwärts, so dass seine obere Wand 396 als Führung zum Abziehen des fertigen Zahnrades vom Zubringer dienen kann, wenn sich der Träger 50 weiter dreht. Die obere Wand 396 des Führungskanals ist hierzu mit einem Schlitz ausgestattet, durch den der Dorn 300 des Zubringers geführt wird.

Die Zahnradfräsmaschine ist ferner mit einer geeigneten Steuereinrichtung ausgestattet, die den Ablauf der verschiedenen Arbeitsvorgänge steuert.

Die,Funktion der Maschine hängt von der Gestalt der Steuerkurven 214 und 216 ab, die natürlich von unterschiedlicher Gestalt sein können. Zunächst sei die Funktionsweise der Maschine anhand kreisförmiger Steuerkurven beschrieben. In diesem Falle könnte der Hebelarm I68 auch weggelassen sein und der Hydraulikmotor 312 mit konstanter Geschwindigkeit arbeiten.

Die Funktionsweise sei von der Phase der Herstellung an betrachtet, bei der die Werkstückspindel 25 und die Messerköpfe 36 und 38 sich unter dem Einfluss des Antriebsmotors 60 mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. In diesem Stadium ist das KoIben-Zylinderaggregat 180 in seiner ausgefahrenen

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Stellung und hält den Schlitten 26 in seiner voll zurückgezogenen Stellung (Fig. 2), wobei die Schrauben 154 und 188 mit den Anschlägen 152 und 189 nicht in Eingriff stehen. Das Kolben-Zylinderaggregat 172 drückt den Hebelarm I50 gegen den Anschlag l40. Der Träger 50 ist in seiner abgesenkten Stellung und der Dorn des Zubringers 46 ist in die Bohrung eines über die Rinne 360 zugeführten Rohlings eingeführt (Fig. l8). Das Stirnrad 228 steht nicht in Eingriff mit der Zahnstange 356, wobei der Zylinder des KoIben-Zylinderaggregates j54o am Anschlag 348 ansteht. Der Dorn JOOdes Zubringers 48,der einen Rohling 20 trägt, ist in die Bohrung 311 der Werkstückspindel 25 eingeführt. Der Stab 310 drückt gegen den Betatigungszapfen 301 (Fig. 20), so dass der Dorn 300 ausgedehnt und so dicht einerseits am Rohling und andererseits an der Innenfläche der Bohrung 311 anliegt,*dass eine kraftschlüssige Verbindung besteht. Die Motoren JQk und 306 werden ausgeschaltet. Der Hy draulikmotor 212 arbeitet und der l8o°-Bereich 204 des Zweibereichszahnrades 202 beginnt mit dem Zahnrad I96 in Eingriff zu kommen, um die Schraube I88 zurückzudrehen..

Der weitere Arbeitsablauf wird eingeleitet durch das Kolben-Zylinderaggregat 180, um den Schlitten 26 schnell vorwärts zu bewegen, bis die Schraube I88 am Anschlag 189 ansteht, wobei in dieser Stellung die innere Schraube 154 mit der Anschlagfläche 152 in Berührung steht. Sobald sich der Schlitten in dieser Stellung befindet, gerät der Rohling 20 am Dorn 300 in den Arbeitsbereich der Messer 226 der Messerköpfe 36 und 38 und der nächste vom Zubringer 46 aufgenommene Rohling wird

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aus der Rinne 36O abgezogen und vom O-Ring in seiner Stellung auf dem Dorn gehalten. Die Kolbenstange 366 wird nunmehr betätigtem einen weiteren Rohling in die Ladestellung an der Ausrichtvorrichtung 272 zu bringen.

Eine weitere Bewegung des Schlittens ist jetzt nur noch möglich durch ein Zurücknehmen der Schraube 188, was nunmehr mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Bei der Weiterbewegung des Schlittens erzeugen die Messerköpfe gleichzeitig Zahnprofile an den einander gegenüberliegenden Seiten der Zähne 22. Betrachtet man die Punktionsweise des Messerkopfes 36 als typisch, so streicht ein Messer 226 über die Breite des Rohlings an der Stelle eines Zahnes und das nächste Messer vollführt einer entsprechenden Schnitt an der unmittelbar darauffolgenden Zahnlage usw., so dass ein entsprechender Schnitt an jeder zugehörigen Seite jedes Zahnes gemacht wird, bevor der nächste Schnitt auf der gleichen Seite des ersten Zahnes erfolgt. Aufgrund der rotierenden Bewegung der Messer werden die ersten Schnitte nicht die ganze Breite des Rohlings 20 erfassen (Pig. 23). Bei der Weiterbewegung des Schlittens 26 werden jedoch die darauffolgenden Schnitte an jedem Zahn immer tiefer und tiefer eindringen, so dass die Schnitte alsbald die ganze Breite des Rohlings erfassen (Pig-¹. 24). Der Hebel 132 wird durch die innere Schraube 154, die gegen die Anschlagfläche 152 drückt, geschwenkt und bewegt seinerseits dadurch die Welle 80 und somit die Schraubenräder 82 in achsialer Richtung um eine Strecke,die proportional der Weiterbewegung des Schlittens 26 .ist. Damit wird der Grundgeschwandigkeit des Messepkopfes 36, die durch die Drehung des Schraubenrades 82 hervorgerufen wird, eine Differentialgeschwindigkeit über-

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lagert. Die Drehung des Hebels 132 wird durch den Block 128 ermöglicht. Die lineare Zuführbewegung des Rohlings 20 und die' Differentialgeschwöndigkeit des Messerkopfes 36 bestimmten zusammen eine wirksame Abwälzbewegung des Rohlings relativ zum Messerkopf und verursachen die fortschreitend tiefer werdenden Schnitte der geraden Schneidkanten 152 an jedem Zahn und zwar als Tangenten des gewünschten Evolventen-Zahnproflles 23, <Me eire sich nacheinander dem gewünschten Fusskreis des Zahnrades 21 nähernde Hüllkurve beschreiben. Figur 26 zeigt ausgewählte Stellungen der aufeinanderfolgenden Messerstellungen während des Fräsens zweier gegenüberliegender Zahnprofile 23. Dabei wird das eine Zahnprofil vom Messerkopf 36 und (las andere Zahnprofil vom Messerkopf 38 erzeugt. Die stark ausgezogenen strichpunktierten Linien zeigen den Bewegungsver-.„;3,auf eines bestimmten Punktes am Messer jedes Messerkopfes während des Fräsens. Die Viirkungsweise der Messer köpfe sei anhand des Messerkopfes J>6 näher dargelegt. Der in Form eines evolventen Profils ausgebildete Teil des Zahnprofils HlFd vollständig von den geraden Kanten 252 der Messer erzeugt. Die Schneidspitzen 254 formen eher die Auskehlungen des Zahnes bei den tiefsten Schnitten in den Zähnen,als dass sie diese Auskehlungen erzeugen. Die Auskehlungen können damit nach Öen Gesichtspunkten grösster Festigkeit geformt werden und können gegebenenfalls als Unterscheidungen ausgebildet sein. Die konkaven Schneidkanten 256 fräsen das Material im Bereich de? Messer des Messerkopfes 38 aus, wie umgekehrt die !leaser des Messerkopfes 38 das Material im Bereich der Messer des Messerkopfes 36 abfräsen, sobald der Schlitten soweit vorgedrungen 1st, dass sich die Wirkungsbereiche der beiden Messer-

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V ₃ · ·

f . " ORIGINAL

köpfe überschneiden. Die kurzen konkaven Schnittkanten 258 profilieren den Zahnkopf während der letzten Schnitte jeden Zahnprofils. . . "

Der Messerkopf J58 arbeitet analog dem Messerkopf ;5β. Die Differen'tialgeschwindigkeit,welche proportional ist der achsialen Bewegung der Welle 80 wird im Falle des Messerkopfes 38 von der Grundgeschwindigkeit abgezogen, aufgrund der entgegengesetzten Schrägungen der Schraubenräder 82 und 84. Dies ist notwendig, da die Messerköpfe die einander gegenliegenden Profile der Zähne 22 erzeugen.

Die Anzahl der Messer eines Messerkopfes 56 wird zweckmässigerweise so gewähZ t, dass sie bezüglich der Anzahl der Zähne. 22 eine Primzahl ist, so dass stets verschiedene Messer einen nachfolgenden Schnitt an ein und demselben Zahn ausführen, um E ffelfehler auszugleichen.

Ein Rohling 20 wird dadurch auf die gewünschte Tiefe geschnitten, dass der Steuerbereich 204 des Zweibereichszahnrades ausser Eingriff gerät mit dem Zahnrad 196 und der Steuerbereich 206 mit dem Le er lauf zahnrad I98 in Eingriff kommt, um die Rückwärtsbewegung der Schraube I88 zu bewirken und damit den Schlitten 26 zurückzuziehen (entgegen der nach wie vor vorhandenen Haltekraft des Kolben-Zylinderaggregates I80). Während der Rückwärtsbewegung des Werkstückes gleichen die Messerköpfe irgendwelche Ünregelmassigkeiten des Zahnprofiles aus, die während des Schneidevorganges, beispielsweise aufgrund der durch die Schneidekräfte hervorgerufenen Durchbiegungen,

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entstanden sein könnten. Sobald das Werkstück nicht mehr in Eingriff steht mit den Messerköpfen, wird die V/irkrichtung des Kolben-Zylinderaggregates I80 umgekehrt, um ein schnelles Zurückziehen des Schlittens in seine Ausgangsstellung herbeizuführen. Während des schnellen Zurückziehens wird gleichzeitig der Stab 310 vom Betätigungszapfen JOl zurückgenommen, so dass der Dorn 300 sich zusammenziehen kann. Auch die Wirkrichtung des Kolben-Zylinderaggregates 334 wird nunmehr um- ' gekehrt und der Träger 50 und mit ihm der Dorn JOO, der das fertige Zahnrad trägt, von der Werkstückspindel 25 angehoben. Ferner gelangt das Zahnrad 3528 in Eingriff mit der Zahnstange 356. Das Kolben-Zylinderaggreagt J4o wird nunmehr in seiner Wirkrichtung umgekehrt und der zugehörige Zylinder bewegt sich gegen den Anschlag 350, wobei der Träger 50 um l8o° geschwenkt wird. Dabei gelangt ein neuer Rohling, der vom Zubringer 46 gehalten wird, in die Arbeitsstellung für den nächsten bereits oben beschriebenen Präszyklus. Beim Schwenken des Trägers 50 gerät das fertig hergestellte Zahnrad am Dorn 300 in die Aufnahmeöffnung 394 der Entladevorrichtung 390 (Fig. 3) und wird vom Dorn abgezogen. Hat der Schlitten 26 seine Ausgangsstellung erreicht, so wird die Wirkrichtung des Kolben-Zylinderaggregates 340 umgekehrt und der Träger 50 senkt sich ab, wobei der Dorn 300 einen neuen Rohling in der Rinne 36O aufnimmt und der Zubringer 46 und die Werkstückspindel 25 in Eingriff kommen. Sobald der neue Rohling auf der Werkstückspindel 25 sitzt, wird der Stab 310 angehoben,um den Dorn des Zubringers 46 zu ex pandieren. Das Kolben-Zylinderaggregat 340 wird in seiner Wirkrichtung erneut umgekehrt und der zugehörige Zylinder bewegt sich gegen den Anschlag 348, um mit dem Zahnrad 328 für den

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nächsten Arbeitszyklus in Eingriff zu geraten.

Die Zahndicke des Zahnrades 21 wird bestimmt durch den Phasenwinkel zwischen den Messern des Messerkopfes 36 und jenen des Messerkopfes 38. Dieser Phasenwinkel kann durch Drehen des Einstellknopfes 164 eingestellt werden, wobei die innere Schraube 154 in achsialer Richtung in der äusseren Schraube 162 verschoben wird und dabei den Abstand zwischen der Ebene der geraden Schneidkanten 252 und 268 und dem Rohling um eine durch den Hebel 132 bestimmten Betrag verändert. Die Aenderung des Phasenwinkels beruht darauf, dass die Messerköpfe in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Während des Schnellvorschubes des Schlittens 26 kann dann die innere Schraube 154 die Anschlagfläche 152 erreichen, bevor die Schraube I88 am Anschlag I89 ansteht.

Palis erforderlich, kann der Phasenwinkel um einen geringen Betrag auch dann verändert werden, wenn das Werkstück bereits bis zur Tiefe des Zahnprofils gefräst ist, so dass beim Zurückziehen des Schlittens die Schneiden Material um eine geringe . Spantiefe abnehmen, und dadurch die Endbearbeitung verbessern. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass beispielsweise die Mutter 158 gedreht wird, um die innere Schraube 154 und die äussere Schraube 162 als ganzes hinein oder heraus zu drehen. Hierzu kann die Steuerkurve 216 einen l80°- Bereich 216 b (Pigv 27) aufweisen, die einen etwas grösseren Radius aufweist, als ihre andere l8o° Steuerkurve 216 a, und die so angeordnet sind, dass die Rolle 220 vom Bereich 216 a in den Bereich 216 b übergehen kann, nach dem das Werkstück einmal auf seine volle Tiefe gefräst worden ist. Obwohl die geraden Schneidkanten 252 und 268 die Profile während des Vorwärtshubes des Schiit-

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tens bereits einmal erzeugt haben, kann mittels der Phasensteuerung 155 eine abschliessende Feinprofilierung während des Rüokwärtshubes des Schlittens 26 erzielt werden.

Solange die Rolle 220 dem Bereich der Steuerkurve 216 mit konstantem Radius während des Rückwärtshubes folgt, wird die absohliessende Profilierung des Zahnprofils 2j5 die Evolventenform aafweisen. Es können jedoch auf nicht evolvente Profile erzeugt werden, indem die Rolle längs eines Steuerkurvenbereiches 2l6 ο (Fig. 28) geführt wird, deren Radius während des abschliessenden Fräsvorganges variiert. Eine Aenderung des Steuerkurvenradius erzeugt eine Veränderung des Phasenwinkels während des Fräsvorganges, so dass die geraden Schneidkanten 252 und 268 an der einen oder anderen Seite des evolventen Profils Abfräsungen vornehmen, die ein Abweichen von der evolven-Form liervorrrufen. Diese Aenderung des Phasenwinkels kann

dazu benutzt werden, anstelle der kurzen konkaven Schneidkanten 258 das, Kopfprofil der Zähne zu profilieren.

Wie in Flg. 7 dargestellt, kann die Steuerkurve 216 auch so geformt 8§in, dass während des Rückwärtshubes des Schlittens ein Evolventenprofil erzeugt wird, während im Vorwärtshub eine Phasenstemerung 155 wirksam ist. Fig. 29 zeigt nun ausgewählte Stellung aufeinanderfolgender Messerstellungen der Messerköpfe 36 und 58 während des Vorwärtshubes, wobei die Konturen des Messerkopfes 28 in ausgezogenen Linien und jene des Messerkopfes .jj6 in gestrichelten Linien dargestellt sind. Der Steuerkurventoereich 23,6 ö entspricht dem Vorwärtshub des Schlittens (nach ' .der Sohnellzustellung des Schlittens 26) und weist einen Kurven-Salt, der zunächst den Radius R₁ besitzt, der dann in

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den engültigen Radius PL übergeht. Letzterer entspricht der maximalen Frästiefe für das zu erstellende Profil. Mit dieser Steuerkurve werden die Messer seitlich vom gewünschten Profil versetzt und zwar längs einer Mittellinie zwischen zwei Zähnen, so dass die gerade Schneidkante 256 und die Schneidspitze 25^ der Messer des Messerkopfes 36 bei jedem Schnitt Material ta Bereich der geraden Schneidkante 268 des nächsten Messers des Messerkopfes 38, das in den Spalt zwischen den Zähnen eintritt, wegnehmen. Die Messer des Messerkopfes 38 werden somit gleichzeitig den Weg für die geraden Schneidkanten 252 der Messer des Messerkopfes 36 vorbereiten, so dass im Vorwärtshub die geraden Schneidkanten 252 und 268 nicht Schneiden. Während des Rückwärtshubes, der zur eigentlichen Profilerzeugung dient, kommt der Kurvenbereich 216 e mit dem konstanten Radius Rp zum Einsatz, so dass die geraden Schneidkanten 252 und 268 den vorgeschnittenen Rohling tangential zum gewünschten Evolventenprofil fräsen, wie das bereits oben im Zusammenhang mit der Fig. 26 erläutert worden ist. Der verbleibende Steuerkurvenbereich 216 f verändert schnell seinen Radius zum Radius R, und entspricht dem schnellen Rückwärts- und Vorwärtshub des Schlittens 26, bei dem die Messerköpfe nicht mit dem Werkstück in Eingriff stehen. Der Vorteil dieser Ausbildung einer Steuerkurve liegt darin, dass die Belastung der Profil erzeugenden Schneidkanten reduziert ist, da der grösste Teil des Materials von anderen Teilen des Messers abgenommen wird, wodurch sich längere Standzeiten der Messerköpfe ergeben.

Die in Fig. 7 dargestellte Steuerkurve 216 wird vorzugsweise mit einer nicht kreisförmigen Steuerkurve 214 benützt,, die in Fig. 6 dargestellt ist. Gleichzeitig werden Messer 226

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verwendet, deren Schneidkanten eher etwas abgerundet geschliffen sind als messerscharf. Aufgrund der abgerundeten Schneidkanten der Messer werden diese solange bei aufeinanderfolgenden Schnitten kein Material abnehmen, solang der Schlitten weder im Vorwärts- noch im Rückwärtshub um einen Betrag bewegt wird, der kleiner ist als der Radius der Abrundungen der gerade in Einsatz befindlichen Schneidkanten. Andererseits ist es für die feine Endbearbeitung der Profile erforderlich, dass aufeinanderfolgende Schnitte sehr dicht beieinander lie- f gen. Beide Bedingungen lassen sich nun miteinander vereinbaren, wenn ein Schnittmuster der in Fig. 29 dargestellten Art verwendet wird, wobei die zur Endbearbeitung dienenden Kanten C und 268 einen sehr kleinen Radius, von beispielsweise 0,012 mm, k und die übrigen Schneidkanten einen grösseren Radius, von r ' beispielsweise 0,075 mm, aufweisen und die Steuerkurve 214 \ einen Bereich 214 a mit grosser werdendem Radius für den ['; Vorwärtshub besitzt. Der Steuerkurvenbereich 214 a steuert U das Hydraulikventil 194 derart, dass der Motor 212 beim Vor- Γρί. wärtshub des Schlittens 26 progressiv langsamer wird, wobei

gleichzeitig der Schlitten zwischen aufeinanderfolgenden *

Schnitten eines Zahnprofils um einen Betrag vorwärts bewegt wird, der grosser ist als der Radius der in Eingriff stehenden Schneidkanten. Die Verzögerung der Schlittenbewegung dient * daza, den Spanquerschnitt der von den Schneidspitzen abgenom- U menen Späne gleich zu halten. Dadurch lässt

sich die Belastung der Messer gleichförmiger gestalten und die Standzeit verbessern. Beim Rückwärtshub, der eigentlichen Profilierungsphase, kommt der Steuerkurvenbereich' 214 b zum _; Eineatz, dejr einen abnehmenden Radius aufweist, und ebenfalls die Spandioke im gewünschten Sinne beeinflusst. Es sind auf-

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.grund der schärferen Schneidkanten 252 und 268 auch Schnitte mit geringeren Spantiefen möglich. Der Steuerkurvenbereich 214 c weist einen konstanten Radius auf und kommt dann zum Einsatz, wenn der Schlitten im Eilgang im Vorwärts- bzw. Rückwärtshub bewegt wird.

Fig* 30 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das identisch jenem der Fig. 1 ist, wobei jedoch die Messerköpfe V-förmige Nuten aufweisen, die im Winkel zur Messerkopfachse liegen, so dass die geraden Schneidkanten 252 und 268 an Elementen anliegen, die einen grossen Konuswinkel (der beispielsweise in dem Bereich von 177 bis 179° einschliesst) aufweisen, deren Scheitelpunkte direkt nach innen gegen die Messerkopfspindeln zeigen. Mit einem Ausführungsbeispiel dieser Arj: lassen sich Zahnräder mit balligen Zähnen herstellen, die ein Evolventen- Zahr.profil aufweisen, das innerhalb normaler Toleranzen liegt. Ferner können hiermit auch ballige Zähne hergestellt werden, die kein Evolventenprofil besitzen.

In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 31 bis 34 ist ein Rohling auf einer Werkstückspindel 422 angeordnet, die ihrerseits auf einem Schlitten 424 befestigt ist. Letzterer ruht auf Führungen 426 des Maschinengestells 428 derart, dass er linear hin- und herbewegt werden kann. Eine von einem Antriebsmotor 432 getriebene Antriebswelle 431 ist mit einer weiteren Welle über Kegelräder 436, 438 und 440 gekoppelt. Die Welle 434 trägt eine Hülse 442, die über Keilnuten mit einer weiteren Welle 444 gekoppelt ist,, wobei die Hülse und die Welle in achsialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Die Welle 444 ist ihrerseits In einem niht dargestellten.Lager .

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des Schlittens 4-24 befestigt und treibt die Werkstückspindel 422 über Kegelräder 446 und 448 an.

Messerköpfe 460 und 462 sind in entgegengesetzter Richtung (wie aus Pig., ^l hervorgeht) um Achsen drehbar angeordnet, die rechtwinklig zur Rotationsachse der Werkstückspindel 422 liegen '. . Getragen werden die Messerköpfe von Wellen 464 und 466, die über Schraubenräder 468 und 470 angetrieben werden, die mit Gegenschraubenrädern 472 und 474 kämmen. Letztere sind auf einer Welle 480 befestigt, die von einem Kegelrad 4j8 angetrieben wird, welches über eine Buchse 482 mit der Welle 480 verkeilt ist,um eine Bewegung der letzteren in achsialer Richtung zu ermöglichen. Die Welle 480 erstreckt sich zwischen Auslegern 484 und 486 auf einem Schlitten 488, der längs der Achse der Welle 480 in Führungen 490 verschiebbar ist.

Der Kolben 500 eines doppeltwirkenden Kolben-Zylinderaggregates 502, das auf dem Maschinengestell 428 befestigt ist, ist mit dem Schlitten 488 zur Steuerung der Bewegung des Schlittens längs der Führungen 490 gekoppelt. Die Bewegung des Schlittens 488 ist in einer Richtung begrenzt durch die Hublänge des Kolben-Zylinderaggregates und in der anderen Richtung durch einen einstellbaren Anschlag 503. Ein Kniehebel 510 ist schwenkbar au der Unterseite des Maschinengestells an einem Zapfen 512 befestigt und weist einen Arm 515 auf, der über eine Kopplungseinrichtung 514 mit einem Zapfen 515 mit dem Schlitten 488 gekoppelt ist. Der Zapfen 515 greift dabei durch ein Langloch im Masoliinenge stellt 428. Das Ende des anderen Armes 518 des Kniehebels ist über einen weiteren Zapfen 520, der durch ein tfeitereg Langloch im Maschinengestell 428 greift,mit einem Block 519 gekoppelt.

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ORIGINAL INSPECTED

Der Block 519 liegt Im Bereich eines Ansatzes 525 des Schlittens 424, jedoch ist er frei von einer Stellschraube 524, die in den Ansatz 525 eingeschraubt ist. Ein doppeltwirkendes Kolben-Zylinderaggregat 526 ist einerseits mittels, seines Zylinders am Ansatz 525 und andererseits mittels seiner Kolbenstange am Block 519 angelenkt.

Der Messerkopf 460 weist einen Körper 530 (Figuren 33 und 34) auf,die mit einer Reihe radialer V-förmiger Nuten 532 längs seines Urfanges ausgestattet ist. Kleine Kugeln 533 aus WoIlfram (beispielsweise mit einem Durchmesser von 0,05 mm) sind in einem ringförmigen Hohlraum 53^ des Körpers 530 angeordnet, der mit einer Abdeckplatte 535 ausgestattet ist. In jeder V-förmigen Nut 532 ist ein Messer 540 aus jvarbid. befestigt, das einen Befestigungsteil 5^-3 aufweist. Letzterer besitzt zwei zur Ausrichtung des Messers dienende Flächen 543 a und 543 b, die untereinander einen Winkel einschliessen, der von der Querachse 545 des Messers halbiert wird. Die Schneide 542 besitzt wiederum eine Spanfläche 544, die unter einem kleinen Spanwinkel relativ zu einer Bezugsebene 5^6 geneigt ist. Der Umfang der Spanfläche weist eine gerade Schneidkante 548 auf, die in der imaginären Bezugsebene 546 liegt, ferner eine Schneidspitze 550, deren Radius demjenigen der Auskehlung des Zahnrades 21 entspricht, weiter eine konkave Schneidkante 552, die der geraden Schneidkante 548 gegenüberliegt, sowie eine ■ kurze konkave Schneidkante 55^* die die Fortsetzung der geraden Schneidkante 548 bildet und zur Ausformung des Kopfes der Zähne dient. Die geraden Schneidkanten 5^3 aller Messer des Messerkopfes 460 liegen in einer einzigen Ebene die rechtwinklig zur Achse 562 des Messerkopfes liegt. Die seitlichen Freiflächen 556 und 558 sowie die vordere Freifläche 56O der Schneide

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ORIGINAL INSPECTED

' sind bezüglich der Spanfläche 544 geneigt,"laufen aufeinander zu und bilden dabei einen kleinen Freiwinkel mit Bezugsebenen, die senkrecht auf der imaginären Bezugsebene 546 stehen, wie dies in Fig. 34 angedeutet ist. Die Messer sind nun jeweils so geschliffen, dass die imaginären Bezugsebene 546 unter einem Winkel zur Achse 562 (und zur Querachse 545) stehen, der gleich dem Schrägungswinkel der Zähne 21, gemessen am Grundkreis des Zahnes ist.

Die Messer 540 werden in den V-förmigen Nuten 532 mittels eines Spannringes 570 gehalten, der mit dem Körper 530 über Schrauben 572 verschraubt ist. Im Sapnnring 570 ist ferner eine Ringnut 574 vorgesehen, die einen trapezförmigen Querschnitt aufweist und in der ein Anpassungsteil 576 für jedes Messer angeordnet 1st. Der Spannring .besitzt ferner einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 578, durch den Befestigungsbolzen (einer für jeweils zwei Messer) greifen. Die Messer werden festgespannt durch Festschrauben der Befestigungsbolzen 58Ο, die ihrerseits einen Ringteil 582 des Spannringes niederdrücken und dabei die unter einem Winkel stehenden Seiten der Ringnut 574 gegen die entsprechenden Flächen des Anpassungsteiles 576 pressen.

Das Zuordnen der Messer, der Messerkopfachsen und der Achse des Werkstückes, ferner die Wirkungsweise des Kniehebels 510, und das Rotationsverhältnis zwischen den Messerköpfen und dem Werkstück werden anhand des AusfUhrungsbeispieles der Fig» 31 ■ beschrieben.

I>er Messerkopf 462 unterscheidet sich von dem Messerkopf 460 nur dadurch, dass eine Messer 54l eine imaginäre Bezugsebene besitzen, die entgegengesetzt der Bezugsebene 546 zur Messerköpfachse 562 geneigt ist. Ein Paar entsprechender Messer

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bzw. ihre zugehörigen Bezugsebenen bilden einen Winkel untereinander, der das Doppelte des Schrägungswinkels des herzustellenden Zahnrades 21 ist, und zwar gemessen an dessen Grundkreis. Zur Herstellung eines Zahnrades aus einem Rohling 20 dreht sich letzterer auf der Werkstückspindel 422 und die Messerköpfe 460 und 462 rotieren entgegengesetzt. Das Kolben-Zylinderaggregat 526 wird so betätigt, dass es den Block dicht gegen das Ende der Stellschraube 524 presst. Das weitere KoIben-Zylinderaggregat 502 wird daraufhin in Tätigkeit gesetzt und bewegt den Schlitten 488 nach rechts (Figuren 31 und 52). Ueber den Kniehebel 510 wird weiter der Schlitten 424 längs der Führungen 426 verschoben. Dabei gerät nun das Werkstück in, den Wirkbereich der Messer 540 des Messerkopfes und der Messer 54l des Messerkopfes 462. Die Messer der Messerköpfe 460 und 462 erzeugen gleichzeitig die Zahnprofile an den einandergegenuberliegenden Seiten der Zähne 22, wie dies bereits im ersten Ausführungsbeispiel anhand der Figuren 1, 22, 25, 24 und 26 beschrieben worden ist'. Der Kniehebel 510 bewirkt ein Verschieben des Schlittens 488 und damit des Schrau-.benrades 472 proportional zum Vorschub des Schlittens 424, so dass eine Differentialggsohwinligkeit der Grundgeschwindigkeit des Messerkopfes 460 überlagert wird und zwar über das weitere Schraubenrad 472. Das Verschwenken des Kniehebels 510 um den Zapfen 512 wird ermöglicht durch die Kopplungseinrichtung und die verschwenkbare Verbindung des Kolben-Zylinderaggregates 526 und der Kolbenstange 527 mit dem Schlitten 525 einerseits und dem Block 519 andererseits. Die lineare Bewegung des Rohlings 20 und die Differentialgeschwjndiäteit des Messerkopfes 460 ergeben zusammen eine wirksame Abwälzbewegung des Rohlings relativ zum Messerkopf und bewirken stän-'dig tief ergehende .Schnitte der Schneidkanten 548 an jedem ; herzustellenden Zahn. Die geraden Schneidkanten 5^8 sind da-

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bei Tangenten an das gewünschte Evolventenzahnprofil 23 und zwar an Linien, die sich nach und nach dem gewünschten Fusskreis des Zahnrades 21 nähern. Die Evolvententeile der Zahn-, profile,werden allein durch die geraden Schneidkanten 548 der Messer des Messerkopfes 460 erzeugt. Die Schneidspitzen 550 formen (eher als das sie erzeugen) die Auskehlungen zwischen zwei Zähnen bei den letzten, tiefsten Schnitten zwischen zwei Zähnen und zwar wenn der Ausleger 486 am Anschlag 503 ansteht. Die konkaven Schneidkanten 552 fräsen das Material in den Bereichen aus, die von den Messern des Messer- ä kopfes 462 bestrichen werden (die Messer des Messerkopfes 462 fräsen hingegen das Material in den Bereichen der Metser des Messerkopfes 460 aus). Die kurzen konkaven Schneidkanten 554 formen die Zahnköpfe während der letzten Schnitte an jedem Zahn. Während des Fräsvorganges absorbieren die Kügelchen. 533 durch Reibung untereinander Energie und dämpfen die Vibrationen des Messerkopfes.

Der Messerkopf 462 arbeitet analog dem Messerkopf 460. Die Differentialgeschwindigkeit ist proportional zur Vorwärtsbewegung" des Schlittens 488 wird im Falle des Messerkopfes 462 von der Grundgeschwindigkeit abgezogen. Λ

Nach Fertigstellung des Zahnrades wird die Wirkrichtung des Kolben-Zylinderaggregates 502 umgekehrt und die Schlitten 488 und 424 in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht. Während der Rückwärtsbewegung des Werkstückes glätten die Messerköpfe Unregeltnässigkeiten der Zahnprofile, die während des Sohneidvorganges im Vorwärtshub entstanden sind, aus. An- sohllassend wird auch das Kolben-Zylinderaggregat 526 in sei ner Wii"kriohtung umgekehrt und bewegt den Schlitten 424 im Eilgan^ vom Block 519 im Rückwärtshub zurück (Fig. 32), um die Werkstückspindel 422 erneut zu laden.

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Die Zahridicke der Zähne des Zahnrades 21 hängt ab von dem Phasenwinkel zwischen den Messern des Messerkopfes 460 und jenen des Messerkopfes 462. Dieser Phasenwinkel kann durch Verstellen der Stellschraube 524 eingestellt werden, wodurch der· Abstand zwischen der Ebene der geraden Schneidkanten 5^-8 und dem Werkstück um eine bestimmte Stellung des Kniehebels 510 verändert wird. Gegebenenfalls kann die Stellschraube 524 nach Beendigung des Fräsvorganges im Vorwärtshub und solange der Ausleger 486 am Anschlag 503 ansteht gedreht werden, so diss im Rückwärtshub die Messer i"n einem weiteren Fräsvorgang in geringer Spantiefe Material vom Werkstück abnehmen, wodurch sich die Endbearbeitung des Werkstückes verbessern lässt.

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Claims (32)

1. - 41 Patentansprüche

   /ϊο Zahnradfräsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Präskopf (36, 38, 460, 462) mit einer Vielzahl von Profil'erzeugenden, um eine gemeinsame Achse (93, 562) rotierenden Schneidkanten (252, 268, 548) und einen Werkstückträger (25) aufweist, auf dem das Werkstück (20) um eine Achse rotierend angeordnet ist, wobei der Präskopf und der Werkstückträger längs einer Bahn relativ zueinander bewegbar und derart miteinander gekoppelt sind, dass sie sich beim Fehlen der Relativbewegung jeweils mit einer Grundgeschwindigkeit drehen und beim Auftreten der Relativbewegung die Grundgeschwindigkeit des Präskopfes oder die des Werkstückträgers um eine von der Grosse der Relativbewegung ab-* hängige Differentialgeschwindigkeit zu- oder abnimmt, so dass die Schneidkanten als Tangenten an das Zahnprofil dieses im Verlaufe einer Reihe von Schnitten im Hüllschnitt erzeugen, wobei die Grundgeschwindigkeiten in einem Verhältnis zueinander stehen, das vom Verhältnis der Schneidkantenanzahl zur Zähnezahl des zu fräsenden Zahnrades (21) derart abhängt, dass jede Schneidkante einen Schnitt tangential an das Zahnprofil (23) eines Zahnes (22) macht während dieser die Bewegung der die Schneidkante kreuzt und zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten an jedem Zahnprofil jeweils eine vollständige Umdrehung des Werkstückes liegt.
2. 2. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass sie jährend einer vollständigen Umdrehung des Werkstückes ($0) Schnitte tangential an den entsprechenden ZahnprofiJLen (23) von wenigstens zwei Zähne (22) ausführt.

   i . ■ ORiQiMAL

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3. 3. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn der Relativbewegung zwischen Präskopf (36, 38, 460, 462) und Werkstückträger (25) nicht parallel zu einer der Drehachsen ist.
4. 4. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn der RelatL vbewegung zwischen Fräskopf (36, 38, 46θ,. 462) und Werkstück-

   ^ * träger (25) eine Gerade ist.
5. 5. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (252, 268, 548) sämtlich in.einer, vorzugsweise ebenen, Rotationsfläche liegen.
6. 6. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (252, 268, 548) auf Geraden liegen, die durch die Achse (93, 562) des Präskopfes (36,' 38, 460, 462) gehen.
7. fc 7. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (252, 268, 548) auf einem stumpfwinkligen Kegelmantel liegen.
8. 8. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (252, 268, 548) auf einem stumpfwinkligen Kegelmantel liegen, dessen Spitze vom Werkstück (20) weggerichtet ist, wobei die Zahnradfräsmaschine weiter so eingerichtet ist, dass sie ballige Zähne erzeugt.

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9. 9. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da-ss die Schneidkanten (252, 268, 548) in einer senkrecht zur Drehachse (93, 562) des Fräskopfes (36, 38, 460, 462) stehenden Ebene liegen.
10. 10. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten (252, 268, 548) einen Kopfkreis des Fräskopfes (36, 38, 460, 462) schneiden, dessen Radius gleich der Differenz zwischen dem Aohsenabstand von Werkstückträgerachse und Fräskopfachse und dem Wälzkreisradius des herzustellenden Zahnrades (21) ist, und dass der gegenseitige Abstand der Schneidkanten (252, 268, 5^8) am Fräskopf-Kopfkreis gleich dem Produkt

    _?, aus Umfangsteilung des. herzustellenden Zahnrades (21) am Ti. Herstellungs-Wälzkreis, der Sekante eines Winkels A und dem Sinus des Winkels zwischen den Achsen des Fräskopfe.s (36, 38, 46Ö, 462) und des Werkstückträgers (25) ist, wobei der Winkel A jener zwischen den Achsen minus dem Schrägungswinkel des herzustellenden Zahnrades (21) am Herstellungs-Wälzkreia ist.
11. 11. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- -,;. net, dass die Zahnprofile (23) der herzustellenden Zähne J (22) Evolventen sind und der Herstellungs-Wälzkreis gleich dpa örundkreis des herzustellenden Zahnrades (21) ist und

    die Aohs.en 4^es Werkstückträgers (25) und des Fräskopfes •'^r (jö, 38» 460, 462) senkrecht zueinander ausgerichtet sind. '

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    ORIGINAL
12. 12. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn der Relativbewegung zwischen Präskopf (36, 38, 460/ 462) und Werkstück*· träger (25) eine Gerade ist, die nichtparallel zur Werkstückachse liegt.
13. 1J>, Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn der Relativbewegung rechtwinklig zur Werkstückträger-Achse ist und letztere rechtwinklig zur Bahn der Relativbewegung sowie zur Fräskopf-Achse ist.
14. 14. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 1~5, dadurch gekennzeichnet, dass der Präskopf als Messerkopf (36, 38, 460, 462) ausgebildet ist, der einen Körper (221, 530) mit einer Vielzahl abnehmbarer Messer (226, 54o, 5^1) aufweist, die jeweils die geraden Schneidkanten (252, 268, 548) besitzen, die gleichmässig am Umfang des Körpers verteilt sind.
15. 15. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (226, 540, 541) an die geraden Schneidkanten (252, 268, 548) angrenzende Schneidspitzen (254, 271, 550) zur Herstellung mindestens eines Teiles der Auskehlungen (24) zwischen den · Zähnen (22) des herzustellenden Zahnrades (21) aufweisen.
16. 16. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen zweiten Fräskopf (38₄ -+62) aufweist, · der analog dem ersten Fräskopf (36, 460) ausgebildet und angeordnet ist, derart, dass er auf den der ersten Profilseite gegenüberliegenden Seiten der Zähne Zahnprofile (23) erzeugt. ,

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17. 17· Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsköpfe (36, 38, 460, 462) eine Vielzahl von Messern (226, 540, 54l) aufweisen, welche die profHerzeigenden, vorzugsweise einer Feinbearbeitung dienende geraden Schneidkanten (252, 268, 548) sowie diesen abgewandte weitere, vorzugsweise einer Grobbearbeitung dienende Schneidkanten (256, 284, 552) aufweisen, die dem Werkstück (20) jeweils an den den erzeugten Profilen gerade abgewandten Seiten Material abnehmen, um das Eindringen des nachfolgenden Messers des jeweils anderen Fräskopfes zu erleichtern.
18. 18. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass d^er Fräskopf (36> 38, 460, 462) zusätzliche an die geraden Schneidkanten (252, 268, 548} anschliessende konkave Schneidkanten (258, 554) zur ProfiXierung der Zahnköpfe.aufweist.
19. 19. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch einen Hauptantrieb zum Antrieb des Fräskopfes (36, 3ß, 460, 462) und des Werkstückes (20)

    it\-."'jeweils^fBiitdei* Örundgesehwindigkeit und ein Differential* ■ antrieb kur Ueb,erlagerung der Grundgeschwihdigkelt des FrSs-* kopfes mit einer Differentialgeschwindigkeit, wobei der Hauptantrieb ein Schraubenritzel (82, 84, 472, 474) und ein mit'dem Fräskopf verbundenes Schraubenrad (110, 112, 468, 470) aufweist und wobei das Schraubenritzel (82, 84, 472, 474) längs seiner Achse verschiebbar ist und der Differentialantrieb einen schwenkbar gelagerten Kniehebel (132, 510) aufweist!, dessen einer Arm (150, 518) entsprechend der Relativbewegung zwischen Werkstück und Fräskopf versohieblich ist und kessen anderer Arm (130, 513) mit dem Schrauberiritzel (82, 84,; 472, 474) zwecks achsialer Verschiebung gekoppelt

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    ist.
20. 20. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (13²O eine verschwenkbare Achse (1J8) zwecks Einstellung des wirksamen Kniehebelverhältnisses aufweist.
21. 21. Zahnradfräsmaschine nach den Ansprüchen 16 und 19, dadurch . gekennzeichnet, dass das Schraubenritzel-Schraubenradpaar (82, HO, 472, 468) des einen Fräskopfes (36, 460) eine dem Schraubenritzel-Schraubenr-adpaar (84, 112, 4? 4 470) des anderen Präskopfes (38, 462) entgegengesetzte Steigung aufweist.
22. 22". Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (155* 164) zur Einstellung der Phasenlage zwischen den beiden Präsköpfen (36, 38, 460, 462) aufweist.
23. 23. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22> dadurchgekennzeichnet, dass sie eine Steuerein-

    > richtung, vorzugsweise §ine.Steuerkurve (2l6) zur automa* tischen Veränderung der Abhängigkeit der der GrundgesGhwindigkeit des Fräskopfes (36, 38* 460, 462) zu überlagernden Differentialgeschwindigkeit von der Relativbewegung zwischen Werkstück (2o) und Fräskopf (36, 38, 460, 462) während des Fräsvorganges und zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten am.gleichen Zahnprofil aufweist.
24. 24. Zahnradfräsmaschine nach den Ansprüchen 19 und 23* dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Ausführung der Relativbewegung zwischen Werkstück (20) und Fräskopf (36, 38), * einen Werkstück-Schlitten (26) aufweist, der mit dem einen

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    Arm (ISO) eines Kniehebels (Γ52) über eine die Steuerkurve (216) enthaltende Steuereinrichtung gekoppelt ist, um die Stellung des Schlittens (26) relativ zu dem einen Arm des Kniehebels zu verändern, wobei die Steuerkurve (216) in Abhängigkeit von der Bewegung des Schlittens (26) drehbar angeordnet ist.
25. 25. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1

    . bis 24, dadurch gekennzeichnet,dass sie eine weitere Steuereinrichtung (214, 194, 212), vorzugsweise eine Steuerkurve (2l4), zur Veränderung der Grosse der Relativbewegung während des Fräsvorganges und zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten in der. gleichen Ausnehmung zwischen zwei Zähnen (22) aufweist.
26. 26. Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, dass sie während des FräsVorganges die maximal abzunehmende Spandicke so variiert, dass der abzunehmende Spanquerschnitt angenähert konstant ist. . .
27. 27· Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25> dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Richtung der Relativbewegung zwischen Werkstück (20) und Fräskopf (56, J58> 46O, 462) eine Grobbearbeitung und in der anderen Richtung eine Feinbearbeitung durchführt, wobei sie eine Steuereinrichtung (155, 164, 2l6_J 524) aufweist, mittels der das zu Beginn des Fräsvorganges eingestellte Abhängig- , keitsverhältnis zwischen Relativbewegung und Differential- geschwindigkeit einstellbar ist, so dass der Fräskopf (36, 38, 460, 462) wenigstens kurz vor Beendigung der Grobbearbeitung ausser Eingriff mit dem Werkstück bringbar ist und

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    erst,bei der Feinbearbeitung am Zahnprofil wieder zum Einsatz kommt ."."-."■-
28. 28. Zahnradfräsmaschine nach den Ansprüchen 17 und 27/ dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (155, 216, 524} derart ausgebildet ist, dass die Zähne (22) des herzustel- ^v lenden Zahnrades (21) während der Grobbearbeitung mit einem geringen Uebermass erzeugt werden und erst während der Peinbearbeitung auf das Sollmass gefräst werden.
29. φ .29· Zahnradfräsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass uie der Peinbearbeitung dienenden Schneidkanten (252, 268, 548) schärfer sind als die der Grobbearbeitung dienenden Schneidkanten (256, 284, 552).
30. 30. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (92, 90, 98, 99, 100) zur Einstellung der Drehachse (93) des Fräskopfes (j56, 38) aufweist, zwecks Einstellung des Schrägungswinkels aus Herstellungs-Walzkreis des herzustellenden Zahnrades (21) (Fign. 8, I7).
31. k 31. Zahnradfräsmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass bei jeder vollständigen Umdrehung der Werkstücke . (20) an jedem Zahn (22) ein Schnitt als Tangente an das zu erstellende Zahnprofil (23) ausgeführt wird.
32. 32. Zahnradfräsmaschine nach mi bis 31> dadurch gekennzeich (58) für Werkstuck-Rohlinge

    angeordnete Zubringeriinrie

    idestens einem der Ansprüche 1 iet, dass sie eine Ladestation (20) aufweist, ferner eine

    zwischen der Ladestation (5 3) und dem Werkstückträger (25)

    ltung (42) mit einem oszillie-

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    ORIGINAL !NSPECTED ·*"*"■.

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