DE2011642C3 - Maschine zum Fertigbearbeiten, insbesondere Honen von Zahnrädern mittels zahnstangenförmigen Werkzeuges - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Fertigbearbeiten, insbesondere Honen von Zahnrädern mit mindestens einem Werkzeugträger für ein verzahntes Werkzeug, das aus einer mit Schleifmittel belegten Zahnstange besteht und einem Werkstückträger in Form einer von einem Schlitten getragenen Spindel, wobei die Zahnstange in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist und zwischen Werkzeug und Werkstück in Zahnlängsrichtung relativ zueinander eine schnelle hin- und hergehende Oszillation stattfindet.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Bearbeitungsmaschinen Bezug, wie er in der USA.-Patentschrifl 2 351 842 beschrieben ist. Bei dieser bekannten Maschine führt die auf einem horizontal beweglichen Schlitten als Werkzeug angeordnete Zahnstange die Oszillaiionsbewegung aus, während das stehende Zahnrad als Werk* stück auf der Zahnstange abrollt. Dabei ist die Oszillationsbewegung der Zahnstange imit Rücksicht auf ihre vergleichsweise große, außerordentlich schnell zu beschleunigende und zu verzögernde Masse in ihrem Hub stark beschränkt. Insbesondere bei größeren Zahnbrei· ten des Werkstückes wird bei der Abrollbewegung des Werkstückes auf der Zahnstange darum immer nur ein eewisser Breitenabschnitt der Zahnflanken bearbeitet, _was zu UngleichmalJigkeiten _m Werkstoffabtrag und damit zu Formunrawwtekeiwn «n den Zahnflanken führt Umgekehrt wird bei einer gegenüber der Breite der Zahnstange gecingeren Breite des zu bearbeitenden Zahnrades die Zahnstange nur über einen begrenzten Bereich ihrer Breite beansprucht und verschlissen, was bei nachfolgenden Werkstöcken über die dadurch entstandenen Ungleichmäßigkeiten der bearbeitenden Oberfläche ebenfalls zu Ungleichmäßigkeiten und Formungenauigkeiten an den Zahnflanken fuhrt.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dej bekannten Maschine noch höheres Maß an Fdrmgenauigkeit und Gleichmäßigkeit der Bearbeitung der Zahnflanken des Werkstückes auf möglichst einfache Weise zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oszillationsbewegung der Werkstückspindel zugeordnet ist, und der Werkstückschlitten eine der Oszillationsbewcgung überlagerte, einstellbare Hubbewegung in Zahnlängsrichtung nach Art der Hubbewegung eines Werkzeuges beim Honen einer Werkstückbohrung aufweist. Da das Werkstück in aller Regel eine geringere Masse als das Werkzeug aufweist, ermöglicht die Zuordnung der Oszillationsbewegung zum Werkstück beziehungsweise zu dessen Träger eine Verringerung der oszillierenden Masse und damit eine Vergrößerung des Hubes der Oszillationsbewtgung selbst bei einfacher und insbesondere sicherer, exakter Führung des schwingenden Teils. Überdies führt die Überlagerung der Oszillationsbewegung durch eine hin- und hergehende Hubbewegung wesentlich niedrigerer Frequenz ähnlich des Arbeitsvorganges beim Honen zu einem ständigen Überstreichen der gesamten Zahnbreite, so daß während der Abrollbewegung des Werkstückes auf dem Werkzeug eine gleichmäßige Bearbeitung über die gesamte Breite jedes Zahnes des Werkstückes möglich ist. welche zu einer hohen Formgenauigkeit der Zahnflanken führt. Auch bei gegenüber der Breite des Werkzeuges geringerem axialer Breite des Werkstückes führt diese Hubbev.egung zu einem ständigen Überstreichen der gesamten Breite des Werkzeuges, so daß dieses gleichmäßig beansprucht wird und verschleißt.

Mit besonderem Vorteil ist das Werkstück bei seiner Oszillationsbewegung in vertikaler Richtung geführt; dadurch erhält das zu bearbeitende Zahnrad eine Arbeitslage mit aufrecht stehender Achse welche den Werkstückwechsel erleichtert und eine konstruktiv einfache Ausbildung des Schwingantriebes und der Führung des Werkstückes ermöglicht. Eine besonders einfache konstruktive Ausbildung ergibt sich dadurch, daß die Werkstückspindel in einem zu ihrer Achse parallel verschiebbaren Schlitten gelagert ist und die Oszillationsbewegung der Spindel mittels eines auf dem Schlitten angeordneten, vorzugsweise durch Ovalzahnräder gebildeten axialen Schwingantriebs erfolgt.

Insbesondere bei einer Lage des Werkstückes mit aufrecht stehender Achse können mit besonderem Vorteil zwei oder mehr Zahnstangen vorgesehen sein, die vorzugsweise gleichmäßig um die Achse der Werkstückspindel verteilt angeordnet sind. Durch eine solche gleichzeitige Mehrfachbearbeitung ergibt sich eine wesentliche Abkürzung der erforderlichen Bearbeitungszeit, wobei unwirtschaftlicher konstruktiver Mehraufwand durch die Zuordnung des Schwingantriebes zur Werkstückspindel vermieden ist. Insbesondere bei einer Anordnung mehrerer Zahnstangen ist die Werkstückspindel mit Vorteil drehantreibbar ausgebil-

det, so daß jede der Zahnstangen lediglieh eine eigene Lagerung für ihre Längsverschiebung benötigt, sämtliche Antriebsaggregate hingegen der Werkstöcklagerung zugeordnet und somit nicht in mehrfacher Ausführung erforderlich sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausfuhrungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Maschine in Seitenansicht,

F i g. 2 die Maschine gemäß F i g. 1 in Vorderansicht. iq

Wie die Figuren zeigen, weist die erfindungsgemäße Zahnradhonmaschine 1 einen geschweißten Ständer 2 auf, an dessen Vorderseite ein ebenfalls geschweißter Maschinentisch 3 angeflanscht ist. Der Ständer 2 ist an seiner Vorderseite mit einer durch zwei sich gegenüberliegende Führungsprofile 4 gebildeten vertikalen Führung für einen Werksiückschlitten 5 versehen, welcher durch einen hydraulischen Hubantrieb 6 auf- und abbewegt werden kann.

An der Oberseite des Werkstückschlittens 5 ist ein _ac Antrieb 7 vorgesehen, der mit einer über die Unterseite des Schlittens 5 vorstehenden vertikalen Werkstückspindel 8 derart antriebsverbunden ist, daß die Spindel 8 gegenüber dem Schlitten 5 eine axiale Oszillationsbewegung ausführt. Zu diesem Zweck kann der Antrieb 7 in einfacher Weise mit nicht näher dargestellten Ovalzahnrädern versehen sein.

Der Maschinentisch 3 weist an seiner Oberseite hoirzontale, zur Vorderseite der Maschine parallele Führungen 9 für zwei Schlitten 10 auf, die bezogen auf die Achse der Spindel 8 symmetrisch einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die als Werkzeugträger vorgesehenen Schlitten 10 haben an ihren einander zugewandten Seiten jeweils zwei miteinander fluchtende Lager 11, wobei die Lager Il der beiden Schlitten 10 etwa rechtwinklig zur Führung 9 und horizontal verlaufen. In den Lagern 11 jedes Schlittens 5 ist eine Zahnstange 12 in ihrpr Längsrichtung verschiebbar angeordnet, wobei die Verzahnung jeder Zahnstange 12 wenigstens teilweise mit Schleifmitteln belegt ist.

Auf der Spindel 8 wird das jeweils zu bearbeitende Zahnrad als Werkstück 13 angeordnet. Zur Bearbeitung der Verzahnung der Werkstücke 13 wird die Spindel 8 in eine hin- und hergehende Drehung sowie durch den Antrieb 7 in eine axiale oszillierende Schwingung versetzt, so daß das Werkstück 13 auf den Zahnstangen

12 abwälzt und dabei die Verzahnung des Werkstünkes

13 feinstbearbcitet wird. Der axialen Oszillationsbewegung der Spindel 8 ist dabei noch eine Hubbewegung niedrigerer Frequenz dadurch überlagert, daß der Schlitten 5 nach oben bzw. unten bewegt wird; dadurch wird Hierhergestellt, daß auch bei unterschiedlichen Brejten des Werkstückes 13 und der Zahnstange 12 die aneinandcrliegenden Arbeitsflächen gleichmäßig überstri chen werden, so daß einerseits der Verschleiß deZahnstange 12 über die Zahnstangenbreite gleichmäßig erfolgt und andererseits insbesondere auch bei breiten Werkstücken 13 die Zahnflankcn gleichmäßig überstrichen werden, so daß ein örtlich begrenztes übermäßiges Abtragen von Werkstoff vermieden und eine gleichmäßige und formgenaue Ausbildung eiler Zahnflanken sichergestellt ist.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Werkstück 13 drehschwingend angetrieben und treibt seinerseits über die Verzahnung die verschiebbar in den L->g.ern Il gelagerten Zahnstangen 12 tin, so daß diese also mit dem Werkstück 13 frei hin- und hergehend mitlaufen. Es ist aber auch möglich, die Spindel 8 freilaufend, d. h. ohne Antriebsverbindung oder von ihrer die Drehbewegung übertragenden Verbindung abkuppelbar vorzusehen, wobei dann mindestens eine Zahnstange 12 mit einem beispielsweise im zugehörigen Schlitten 10 vorgesehenen Antrieb derart verbunden ist, daß sie in ihrer Längsrichtung hm- und hergehend bewegt wird; dadurch wird vermieden, daß sämtliche Antriebsaggregate im Bereich der Werkstücklagerung untergebracht werden müssen.

Die Lager 11 jedes Schlittens 10 sind an einem Träger 14 vorgesehen, der um eine horizontale, die Achse der Spindel 8 sowie die Mitlelaehse der Zahnstange 12 schneidende Achse schwenkbar an dem zugehörigen Schlitten 10 gelagert ist, so daß jede Zahnstange 12 einzeln gegenüber dem Werkstück 13 winkelverstellbar ist und somit auf einfache Weise auch schrägverzahnie Werkstücke 13 bearbeitet werden können. Zum Antrieb der Zahnstange 12 in ihrer Längsrichtung ist zweckmäßig ein mechanischer oder hydraulischer Antrieb vorgesehen.

Sind zwei einander diametral gegenüberliegende Zahnstangen 12 vorgesehen, so ist die schwingende Drehbewegung des Werkstückes 13 größer als 180°. Es ist aber auch möglich, mehr als zwei Zahnstangen — vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Werkstückes 13 verteilt — vorzusehen. Durch die Verwendung zweier oder mehrerer Zahnstangen 12 kann die Arbeitsleistung der Honmaschine erhöht und auf einfache Weise eine korrekte Form der Verzahnung sichergestellt werden.

Die Schlitten 10 können in den Führungen 9 mechanisch oder hydraulisch verfahren und dadurch in die jeweils gewünschte Arbeilsposition gebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   L Maschine zum Fertigbearbeiten, insbesondere Honen von Zahnrädern mit mindestens einem Werkzeugträger für ein verzahntes Werkzeug, das aus einer mit Schleifmittel belegten Zahnstange besteht und einem Werkstückträger in Form einer von einem Schlitten getragenen Spindel, wobei die Zahnstange in ihrer Längsrichtung verschiebbar an- w geordnet ist und zwischen Werkzeug und Werkstück in Zahftlängsrichtiingi relativ zueinander f in,^e r schnelle hin- und hergehende Oszillation stattfindet dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillationsbewegung der Werkstückspindel (8) zugeord- *5 net ist und der Werkstückschlitten (5) eine der Oszillationsbewegung überlagerte, einstellbare Hubbewegung in Zahnlängsrichtung nach Art der Hubbewegung eines Werkzeuges beim Honen einer Werkstückbohaiiig aufweist. *°
2. 2. Maschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (13) bei seiner Oszillationsbewegung in vertikaler Richtung geführt ist
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (8) in as einem zu ihrer Achse parallel versrhiebbaren Schlitten (5) gelagert ist und die Oszillationsbewegung der Spindel (8) mittels eines auf dem Schlitten angeordneten, vorzugsweise durch Oval-Zahnräder gebildeten axiaW-τ Schwinganlriebes (7) erfolgt.
4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, üiß zw.i oder mehr vorzugsweise gleichmäßig um die Achse der Werkstückspindel (8) verteilt angeordnste Zahnstangen (12) vorgesehen sind.
5. 5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (8) drehantreibbar ist.