DE2043879C2 - Getriebezug in einer Wälzstoßmaschine zum Verzahnen von Zahnrädern od. dgl - Google Patents

Description

Beim Wälzstoßen erfolgt die Verzahnung eines sich drehenden Werkstückes, des sogenannten Werkrades, durch ein sich drehendes, meist zahnradähnlich ausgebildetes Schneidwerkzeug, das sogenannte Schneidrad, das radial bis zu einem bei Außenverzahnungen von der Summe bzw. bei Innenverzahnungen von der Differenz der Wälzkreisradien bestimmten Achsabstand zum Werkrad zugestellt wird. Es kann natürlich auch umgekehrt das Werkrad zum Schneidrad zugestellt werden. Werkrad und Schneidrad werden über einen Wälzgetriebezug verbunden, dessen Übersetzungsverhältnis gleich dem Verhältnis der Zähne2:ahlen bzw. der Wälzkreisradien von Werkrad und Schneidrad ist. Zur Erzeugung des Wälzprofils am Werkrad werden dem Schneidrad axiale hin- und hergerichtete Hubbewegungen erteilt. Während der Arbeitshübe wird der Werkstoff der Zahnlücken des Werkrades unter gleichzeitigem Abwälzen des Schneidrades am Werkrad zerspant. Für die Dauer des jedem Arbeitshub folgenden Rückhubes wird das Schneidrad vom Werkrad ode·· umgekehrt das Werkrad vom Schneidrad abgehoben, so daß das Schneidrad ohne Berührung mit dem Werkrad zurückgeführt werden kann. Diese Abhebebewegung erfolgt je nach Art und Form der herzustellenden Verzahnung in Richtung der Verbindungslinie zwischen Schneidrad- und Werkradzentrum oder in einem Winkel zu dieser Linie und wird durch entsprechende Steuerung der Schneidradspindel bzw. der Werkradspindel entweder dem Schneidrad oder dem Werkrad erteilt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Getriebezug in einer Wälzstoßmaschine zum Verzahnen von Zahnrädern od. dgl. mit Antrieb der Werkstück- und Schneidradspindel durch die Hauptwelle eines zentralen Wälzantriebs über Zwischengetriebe und Wechselräder, die sich im Antrieb zwischen Werkstück und Schneidradspindel befinden, zum Verändern der Relativdrehzahl beider Spindeln, ferner mit einer Kupplungseinrichtung im Antrieb der Werkstückspindel zum bedarfsweisen Lösen derselben vom Wälzantrieb, weiterhin mit einem direkten Antriebszug zwischen Hauptwelle und Schneidradspindel und mii einer Betriebslage, in der die Schneidradspindel über den direkten Antriebszug unmittelbar Y<->m Wälzantrieb und die Werkstückspindel von diesem Antriebszug aus über die Wechselräder in Umlauf versetzbar ist.

Damit nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik \on Wälzstoßmaschinen Bezug, bei dem die Schneidradspindel durch einen direkten Antriebszug, in dem sich Wechselräder und feste Getriebe befinden, von der Hauptwelle aus antreibbar ist, während die Werkstückspindel ihren Antrieb aus einer Abzweigung dieses direkten Antriebszuges erhält, die kurz vor Jem Schneckenantrieb der Schneidradspindel abgeht. Hinter dieser Abzweigung liegt eine S-Stellungs-Kupplungseinrichtung (»Werkstückspindel links«, »rechtsdrehend«, »ausgekuppelt«). In dem Antrieb der Werkstückspindel befinden sich die Wechselräder sowie weitere feste Getriebe (Wälzgctriebezug). darunter auch ein F Igangantrieb, mit dem die Werkstückspindel in der dritten Stellung der Kupplung beschleunigt antreibbai ist.

Das übersetzungsverhältnis des Wälzgetricbe/uges errechnet sich aus dem Verhältnis der Zähnezahien der Getriebeelemente sowie dem Verhältnis der Wälzkrcisradien von Schneidrad und Werkrad. Dieses Verhältnis muß der jeweiligen herzustellenden Verzahnung angepaßt werden, was durch die Änderung de: Übersetzungsverhältnisses der Wechselräder erfolgt. Das Verhältnis der Wälzkreisradien von Schneidrad und Werkrad kann Grenzwerte bis zu 10:1 bzw. 1:10 und mehr erreichen. In einem Getriebe ist das Verhältnis von Antriebsdrehmoment zu Lastdrehmoment proportional dem Übersetzungsverhältnis und umgekehrt proportional dem Drehzahlverhältnis. Dies führt bei den bekannten Maschinen in Fällen großer Werkrad- oder Schrieidrad-Durchmcsesr zu sehr hohem Antriebsdrehmoment bei nur geringen Drehzahlen, wodurch der Getriebezug zwischen der Maschinenhauptwelle und der Schneidradspindel extrem hohen Belastungen unterworfen wird, die eine entsprechend kräftige Ausbildung dieser Teile erfordern, welche in der Mehrzahl der Fälle gar nicht ausgenutzt wird und nur zu einer unrentablen Erhöhung der Gesamtkosten der Maschine führt.

Auf Grund der Hintereinanderschaltung läuft also die Antriebskraft für beide Spindeln durch einen wesentlichen Teil des direkten Antriebszugs, der dadurch mitsamt seinem Getriebe erst recht deshalb

unnötig groß zu dimensionieren ist, weil auch die Werkstückspindel der größere »Drehmomentverbraucher« von beiden Spindeln sein kann. Je nach Situation kann nämlich jede der Spindel der größere oder der kleinere »Drehmomentverbraucher« sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sich hieraus ergebende Überdimensionierung im direkten Antriebszug zu vermeiden.

Als Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auch die Werkstückspindel durch einen eigenen Antriebszug unmittelbar vom Wälzantrieb antreibbar ist, daß ferner als Kupplungseinrichtung im Abgang jedes der beiden Antriebszüge vom V/älzanirieb je eine Kupplung, die wechselweise einrückbar ist, angeordnet ist und daß die Wechselnder zwischen den beiden Antriebszügen angeordnet sind, letzteres so, daß immer derjenige Antriebszug einer Spindel, dessen Kupplung gelöst ist, seinen Drehantrieb in an sich bekannter Weise vom anderen Anti iebszug über die Wechselräder erhält.

Hierdurch ist grundsätzlich erreicht, daß sich die Antriebskraft jeder Spindel in den beiden Antriebsziigen getrennt in die zugehörige Spindel einleiten läßt (Aufteilung des Kraftflusses). Die Spindel des jeweils ausgekuppelten, nicht unmittelbar angctriebenen Antriebszuges wird über die Wechselräder angetrieben. Gegenüber dem Stand der Technik ist wcst.mlich, daß also auch die Schneidradspindel von der Hauptwelle abgetrennt werden und über die Wechselräder angetrieben werden kann. Welchen der beiden direkten Antriebszüge man einkuppelt, richtet sich nach den jeweiligen Belastungsverhältnissen; dies so, daß stets das Wechselgetriebe ins Langsame treibt. So werden die Spindelantriebe, vor allem die Getriebe, entlastet und können dementsprechend schwächer als bisher üblich bemessen werden.

Es kann bei einer solchen Maschine auch der Fall eintreten, daß, während die axiale hin- und hergerichtete Hubbewegung weiterläuft, der Antrieb der Werkradspindel und der Schneidradspindel abgeschaltet werden muß. Zur Erfüllung dieser Forderung ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die wechselseitig einrückbaren Kupplungen in einer Zwischcnsiellung beide gemeinsam ausrückbar sind.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, in welcher eine Wälzsloßmaschine mit den verschiedenen Antriebsmitteln gemäß der Erfindung schemai isch dargestellt ist. 5^

Ein Antriebsmotor 1 treibt über die Kegelräder 2,3 die Hauptwelle 4 an, von der die Antriebskraft über ein Kegelradpaar 5,6 auf eine Welle 7 übertragen wild. Das Kegelrad5 ist mittels einer Kupplung 8, welche mechanisch, elektrisch oder hydiaulisch betätigbar ist, mit der Hauptwelle4 verbindbar. Von der Welle 7 ist über ein erstes Kegelradpaar9, 10, eine vertikale Zwischenwelle 11, ein !weites Kcgelradpaar 12, 13, eine Welle 14, auf welcher eine Schnecke 15 sitzt, und ein Schneckenrad So Ki, die Schneidradspindel 17, die axial verschiebbar, aber mit Hilfe eines Längskeils 18 drehfest mit dem Schneckenrad 16 verbunden ist, das Schneidrad 19 anlreibbar. Dieser Kraftfluß 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19 ist der direkte Geiriebezug zum Schneidrad. Des weiteren ist ein entsprechender Getriebezug zur Werkradspindel vorgesehen. Diese· svird von der Hauptwelle 4 über ein Kegelradpaar 20, 21 in eine Welle 23 abgeleitet. Das Kegelrad 20 ist mittels einer Kupplung 22, welche mechanisch, elektrisch oder hydraulisch betätigbar ist, mit der Hauptwelle 4 verbunden. Von der Welle 23 ist über eine Schnecke 24, ein Schneckenrad 25 die Werkradspindel 26, auf welcher das Werkrad 27 mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung aufgespannt ist, antreibbar. An Stelle der Kupplungen 8, 22 sind auch Schieberäder od. dgl. als Schaltelemente verwendbar. Die beiden Kupplungen 8 und 22 sind, wie die gestrichelte Linie in der Zeichnung andeutet, mechanisch, elektrisch oder hydraulisch so miteinander verbunden, daß, je nach der jeweiligen herzustellenden Verzahnung, immer nur eine eingeschaltet werden kann. Dazwischen liegt eine Mittelschaltstellung, bei welcher weder Schneiorad- noch die Werkradspinde) angetrieben ist. Zwischen den Wellen 7 und 23 sind Wechselräder 28, 29, 30, 31, 32 angeordnet, mit deren Hilfe die Drehbewegung auf die nicht gekuppelte Welle 7 bzw. 23 übertragen wird.

Das Verhältnis der Wäl/.kreisradien bzw. der ZaIinezahlen von Schneidrad und Werkrad bestimmt unter Berücksichtigung der konstruktiv festgelegten Übersetzungen das Übersetzungsverhältnis der Wechselnder 28, 29, 30, 3.1, 32.

Eine in einem Kugelgelenk 33 gelagerte, von der Hauptwelle 4 über die Kegelräder 34, 35 und eine Kurbdscheibc 36 angetriebene Pleuelstange 37 erteilt der Schneidradspir.de! 17 eine durch den Doppelpfeil H angedeutete vertikale Hubbewegung, während sich gleichzeitig das Schneidrad und das Werkrad bei Außenverzahnungen in Richtung der eingezeichneten Dichpfcilc Eeger.binnig zueinander drehen.

AußcrJ-m führt das Schneidrad oder das Werkrad, in diesem Ausführungsbeispiel das Schneidrad, nach jedem Arbeitshub eine Abhebebewegung in RichtungA des Doppclpfeiles AIB, d.h. in Richtung der Verbindungslinie zwischen den Zentren des Schneidrades 19 und des Werkradcs 27 oder in einem Winkel zu dieser aus, der am Hnde des Rückhubes eine entgegengesetzte Anstellbewegung in Richtung B folgt. Diese Abhebe- und Anstellbewegung wird durch eine Nockenscheibe 38 erzielt, die über Kegelradpaare 39, 40 und 41, 42 von der Hauptwelle 4 in Drehbewegung versetzt wird.

Die Zustell- bzw. RückstMlbewegung in Richtung des Doppelpfeiles C kann bekanntermaßen entweder vom Schneidrad oder vom Werkrad ausgeführt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zustell- b/w. Rückstellbewegung durch das Werkrad 27 mittels eines Spindeltriebes 43, der über ein Kegelradgetriebe 44, 45, 46 von der Hauptwelle 4 angetrieben wild. Über die wechselseitig schaltbaren mechanischen, elektrischen oder hydraulischen Kupplungen 47 und 48 wird entweder die Zustelloder die Rücksteiibewegung geschaltet. Die Schaltung selbst ist, da sie nicht zum Erfindungsgegenstand gehört, nicht dargestellt.

Die letzten drei Absätze der Beschreibung enthalten nur Erläuterungen; sie beinhalten keinen Teil der Erfindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   L Getriebezug in einer Wälzstoßmaschine zum Verzahnen von Zahnrädern od. dgl. mit Antrieb der Werkstück- und Schneidradspinde] durch die Hauptwelle eines zentralen Wälzantriebs über Zwischengetriebe und Wechselräder, die sich im Antrieb zwischen Werkstück und Schneidradspiiidel befinden, zum Verändern der Relativdrehzahl der beiden Spindeln, ferner mit einer Kupplungseinrichtung im Antrieb der Werkstückspindel zum bedarfsweisen Lösen derselben vom Wälzantrieb, weiterhin nut einem direkten Antriebszug zwischen Hauptwelle und Schneidradspindel und mit einer Betriebslage, in der die Schneiidrac'spindel über den direkten Antriebs^ug unmittelbar vom Wälzantrieb und die Werkstückspindel von diesem Antriebszug aus über die Wechselräder in Umlauf versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Werkstückspindel (26) durch einen eigenen Antriebszug (20 bis 26) unmittelbar vom Wälzantrieb (4) antreibbar isl, daß ferner als Kupplungseinrichtung im Abgang jedes der beiden Antriebszüge (20 bis 26 und 5 bis 17) vom Wälzantrieb (4) je eine Kupplung (2.2 und 8), die wechselweise einrückbar ist. angeordnet ist und daß die Wechselräder (28 bis 32) zwischen den beiden Antriebszügen angeordnet sind, letzteres so, daß immer derjenige Antriebszug einer Spindel (26 und 17), dessen Kupplung (22 und 8) gelöst ist, seinen Drehantrieb in an sich bekannter Weise vori anderen Antriebszug über die Wechselräder (28 bis 32) erhält.
2. 2. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide wechselseitig einrückbare Kupplungen (8, 22) in einer Zwischenstellung gemeinsam ausrückbar sind.