DE2054740A1

DE2054740A1 - Zahnradwalzmaschine

Info

Publication number: DE2054740A1
Application number: DE19702054740
Authority: DE
Inventors: Oskar; Wenger Otto; Zürich Maag (Schweiz). MP
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1970-11-06
Filing date: 1970-11-06
Publication date: 1972-05-25
Also published as: US3750443A; FR2113211A5; GB1336450A; DE2054740B2; CH540729A

Description

betreffend
Zahnradwalzmaschine

Die Erfindung betrifft eine Zahnradwalzmaschine mit um die Werkstückachse drehbarer Aufspannvorrichtung für das sich am Walzwerkzeug abwälzende Werkstück, also eine Maschine zum Kaltwalzen von Verzahnungen im Wälzverfahren.

Bei solchen Maschinen, die entweder mit schneckenförmigen Werkzeugen mit Axialbewegung in bezug auf das Werkstück (Axialverfahren) oder mit stirnradartigen, mit dem Werkstück kämmenden Werkzeugen (Rotationsverfahren) arbeiten, wird der zu verdrängende Werkstoff häufig über den SoIl-Köpfkreis und seitlich über die Soll-Zahnbreite hinaus aufgestaucht. Bisher ist dies entweder als Endzustand hingenommen worden oder der aufgestauchte Werkstoff ist nachträglich in einer besonderen Aufspannung auf einer Dreh-, Fräs- oder Hobelmaschine cpangebend entfeinb worden. Das Umspannen und die zusätzliche Bearbeitung bedeuten Zeitverluste und einen erhöhten maschinellen Aufwand; unter Umständen wird auch die Genauigkeit beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Her-

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Stellung von kaltgewalzten Zahnrädern Arbeitszeit und Maschinenkosten zu sparen.

Diese Aufgabe ist mit einer Zahnradwalzmaschine der eingangs beschriebenen Gattung gelöst, die erfindungsgemäß mindestens ein mit dem in der Aufspannvorrichtung gehaltenen Werkstück in Eingriff bringbares Schneidwerkzeug zum spanabhebenden Entfernen des beim Walzen aufgestauchten und über die Sollkontur hinaus ragenden Werkstoffs umfaßt.

Wenn das Werkstück beim Walzen eine axial hin- und hergehende Bewegung ausführt, kann das Schneidwerkzeug erfindungsgemäß derart angeordnet sein, daß es bei der Axialbewegung des Werkstücks dessen Kopfflächen bearbeitet. In diesem Fall kann das Schneidwerkzeug in einem Schneidwerkzeughalter befestigt sein, der im Takt der Axialbifwegung des Werkstückes derart normal zu diesem hin- und herbewegbar ist, daß das Schneidwerkzeug jeweils während des Rückhubes des Werkstückes von diesem abgehoben ist.

Anstelle des oder zusätzlich zu dem während der Axialbewegung am Werkstück angreifenden Schneidwerkzeug kann mindestens ein Schneidwerkzeug vorgesehen sein, das während der Drehung des Werkstücks an dessen seitlichen Flächen angreift. Als Schneidwerkzeug kann beispielsweise ein Fräser mit eigenem Antrieb vorgesehen sein. Das Schneidwerkzeug kann aber auch aus einem Schälmesser ohne eigenen Antrieb bestehen, das vom Werkstück in Drehung versetzt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer nach dem Axialverfahren arbeitenden Walzmaschine mit einem Hobelwerkzeug, bei der das Werkstuck während des Kaltwalzens eine

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hin- und hergehende Axialbewegung ausführt, dargestellt als Schnitt in der Ebene I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Teilansicht derselben Maschine in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, also in Axialrichtung des Werkstücks;

Fig. 3 einen Teilschnitt einer zweiten Walzmaschine, bei der Schälmesser ohne selbständigen Antrieb den seitlich aufgestauchten Werkstoff nach dem Walzen entfernen;

Fig. 4 einen Teilschnitt einer dritten Walzmaschine, bei der Fräser mit Antrieb den seitlich aufgestauchten Werkstoff während des Walzvorganges entfernen und gemeinsam mit dem Werkstück eine axial hin- und hergehende Bewegung ausführen;

Fig. 5 einen Teilschnitt einer vierten Walzmaschine, bei der zwei Fräser mit Antrieb zum Entfernen des seitlich aufgestauchten Werkstoffs angeordnet sind, die in den axialen Endstellungen des hin- und hergehenden Werkstücks an diesem angreifen; und

Fig. 6 einen Teilschnitt einer ähnlichen Walzmaschine wie in Fig. 5, bei der die beiden Eraser jedoch aruders gestaltet und angeordnet sind.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Zanradwalzmaschine verzahnt ein "Werkstück 1 in kaltem Zustand mittels zweier Schnecken 2 im Abwälzverfahren, beispielsweise nach Patentanmeldung P 19 46 870.3, wobei das Werkstück eine axial hin- und hergehende Bewegung ausführt, während die beiden Schnaken zum Formen der Zahnlücken und anschließenden Fertigstellen der Zahnprofile zugestellt werden.

Das Werkstück 1 ist fest mit einer Aufspannwelle 3 verbunden, die zwischen einer Spitze 4 und einem Mitnehmer

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eingespannt ist, von denen ihr die axial hin- und hergehende Bewegung gegenüber den beiden schneckenförmigen Werkzeugen erteilt wird. Die Werkzeuge 2 sind in Werkzeugträgern 6 gelagert. Am Maschinenbett 7 ist ein Winkelträger 8 befestigt, an dem eine Hobeleinheit 9 höheneinstellbar angeschraubt ist. An der Hobeleinheit 9 ist ein Arm^um eine Achse 11 schwenkbar angeordnet; die Lage dieses Arms bestimmt ein Kolben 12, der über Laschen 13 mit ihm verbunden ist. Am Arm 10 ist ein Hobelstahl 14 nachstellbar befestigt. Zum Auffangen der anfallenden Hobelspäne ist ein Saugkorb 15 vorgesehen, der an ein Saugrohr 16 angeschlossen ist. Die Hobelspäne werden w zusammen mit der Kühlflüssigkeit, die das Werkstück 1 umspült, am Entstehungsort abgesaugt und beeinträchtigen daher den Walzvorgang nicht.

Der Kolben 12 ist durch eine Leitung 17 von unten her mit Drucköl derart beaufschlagbar, daß er im Takt der hin- und hergehenden Bewegung des Werkstücks 1 jeweils abwechselnd seine obere und seine untere Endstellung einnimmt. Die Bewegung in die untere Endstellung wird von Federn 18 erzeugt, die der Kolben in seiner oberen Endstellung zusammendrückt. Während der Bewegung des Werkstücks 1 von links nach rechts nimmt der Kolben 12 und somit auch der Hobelstahl 14 ^ jeweils seine obere Endstellung ein, bei der eine Spanabnahme stattfindet; während der Bewegung des Werkstücks von rechts nach links nimmt der Hobelstahl dagegen seine untere Endstellung ein, ist also vom Werkstück abgehoben. Da sich der Werkstoff während des Walzvorganges nur allmählich aufst**aucht, treten keine sehr großen Späne auf, auch wenn der Hobelstahl 14 von Anfang an die obere Soll- Endstellung zum Bearbeiten der Kopffläc.hen der Zähne in deren Längsrichtung einnimmt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform einer Zahnradwalzmaschine werden zwei auf der Aufspannwelle 3

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befestigte Werkstücke 1 durch zwei schneckenförmige Walzwerkzeuge der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art gemeinsam verzahnte Nach Beendigung des Walzvorganges werden die beiden Werkstücke 1 axial festgelegt und in Drehbewegung versetzt. Parallel zur Aufspannwelle 3 ist eine Welle 25 angeordnet, auf der vier Schälmesser 26 befestigt sind. Die Welle 25 ist in einem Block 27 gelagert, der im Maschinenbett 28 normal zur Werkstückachse auf und ab verschiebbar ist. Der Block 27 ist mit einem Kolben 29 verbunden, der hydraulisch, z.B. mittels Öldruck, auf und ab bewegt werden kann. Während der Drehbewegung der axial festgelegten Werkstücke 1 werden der Block 27 und mit ihm die Schälmesser <l 26 normal zur Werkstückachse hinbewegt. Die Schälmesser, die keinen eigenen Antrieb haben, werden von den Werkstücken in Drehung versetzt und schneiden den während des Walzvorganges seitlich über die Soll-Zahnbreite aufgestauchten Werkstoff weg.

Fig. 3 gilt auch für die Bearbeitung von Zahnrädern, die durch Kaltwalzen nach dem Rotationsverfahren hergestellt werden, wobei zwei zahnradförmige Werkzeuge die Verzahnung ohne Axialbewegung der Werkstücke 1 fertig formen und die Schälmesser 26 auch während des Verzahnens und damit während der Drehung der Werkstücke langsam in Richtung der Werkstück- m achse verschoben werden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform einer Zahnradwalzmaschine sind auf der Aufspannwelle 3 ebenfalls zwei Werkstücke 1 befestigt, die durch zwei schneckenförmige Walzwerkzeuge nach Fig. 1 und 2 verzahnt werden. Parallel zur Aufspannwelle 3 ist eine Welle 45 angeordnet, auf der Fräser 46 befestigt sind. Die Welle 45 ist in einem Träger 47 gelagert, an dem auch die Spitze 4 und der Mitnehmer ; angeordnet sind, und der an der axial hin- und hergehenden

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Bewegung der Werkstücke 1 teilnimmt. Der Antrieb zum Drehen der Fräser 46 umfaßt ein auf der Welle 45 befestigtes Zahnrad 48, ein Zwischenrad 49 und ein auf dem Mitnehmer 5 befestigtes Zahnrad 50. Der während des Walzvorgangs seitlich aufgestauchte Werkstoff wird von den gemeinsam mit den Werkstücke 1 axial hin- und hergehenden Fräsern entfernt; eine Zustellbewegung der Fräser ist nicht notwendig.

Auch bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 können die Werkstücke 1 ebenso wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 nach dem Rotationsverfahren hergestellt werden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Zahnradwalzmaschine bewegt sich das Werkstück 1 axial hin und her; die ausgezogene Darstellung entspricht der linken Endlage und die strichpunktierte Darstellung der rechten Endlage. Während seiner hin- und hergehenden Bewegung wird das Werkstück durch zwei Werkzeugschnecken der in Fig. 1 und 2 dargestellten Art verzahnt. Parallel zur Aufspannwelle 3 ist eine Welle 65 angeordnet, auf der zwei Fx*äser 66 und ein Zahnrad

67 befestigt sind. Das Zahnrad 67 wird von einem Zahnrad

68 angetrieben, das ebenso wie die Welle 65 im Maschinenbett 69 gelagert ist. Während des Verzahnens des Werkstücks 1, also während deaaen Drehung und hin- und hergehender Axialbewegung wird der auf der linken Stirnseite aufgestauchte Werkstoff in der linken Bndstellung vom linken Fräser 66 entfernt; in gleicher Weise werden die auf der rechten Stirnseite des Werkstücks 1 während des Walzvorganges aufgestauchten Werkstoffteile in der rechten Endstellung jeweils vom rechten Fräser 66 entfernt.

In Fig. 6 ist schließlich eine Variante zu Fig. 5 dargestellt, bei der das Werkstück 1' auf der linken Stirnseite eine nicht ebene Form, auf der rechten Stirnseite

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aber eine Planfläche aufweist. Für die spanende Bearbeitung der linken Stirnfläche des Werkstücks 1 in dessen linker Endstellung während des spanlosen Formens der Verzahnung ist ein Formfräser 85 auf einer angetriebenen Welle 86 befestigt. Über ein auf der Welle 86 befestigtes Zahnrad 87 und Zwischenräder 88 und 89 wird ein Zahnrad 90 angetrieben, das über eine Welle 91 einen zweiten Fräser 92 antreibt. Der zweite Fräser 92 bearbeitet die rechte plane Stirnseite des Werkstücks 1 in dessen rechter Endstellung während des spanlosen Formens der Verzahnung,, Die Wellen 86 und 91, wie auch die Zwischenräder 88 und 89, sind im Maschinenbett 93 gelagert. J

Als Stand der Technik berücksichtigt: Anmeldung P 19 46 870.3;
DT-OS 1 552 172

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Claims

Patentansprüche

Ί.) Zahnradwalzmaschine mit um die Werkstückachse drehbarer Aufspannvorrichtung für das sich am Walzwerkzeug abwälzende Werkstück, gekennzeichnet durch mindestens ein mit dem in der Aufspannvorrichtung (3, 4, 5) gehaltenen Werkstück (1; 1¹) in Eingriff bringbares Schneidwerkzeug (14; 26; 46; 66; 85, 92) zum spanabhebenden Entfernen des beim Walzen aufgestauchten und über die Sollkontur hinausragenden Werkstoffs.
2. Zahnradwalzmaschine nach Anspruch 1, bei der das Werkstück beim Walzen eine axial hin- und hergehende Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (14) derart angeordnet ist, daß es bei der Axialbewegung des Werkstücks (1) dessen Kopfflächen bearbeitet.
3. Zahnradwalzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (14) in einem beweglichen Schneidwerkzeughalter (10) befestigt ist, der im Takt der Axialbewegung des Werkstückes (1) derart normal zu diesem hin- und herbewegbar ist, daß das Schneidwerkzeug jeweils während des Rückhubes des Werkstückes von diesem abgehoben 1st.
4. Zahnradwalzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. mindestens ein Schneidwerkzeug (26; 46; 66; 85, 92) während der Drehung des Werkstückes (1; 1') an dessen seitlichen Flächen angreift.

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5. Zahnradwalzmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug ein Fräser (46; 66; 85, 92) ist.
6. Zahnradwalzmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug ein Schälmesser (26) ohne eigenen Antrieb ist, das vom sich drehenden Werkstück (1) mitgenommen wird.
7. Zahnradwalzmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1; 1') zum Bearbeiten seiner seitlichen Flächen in einer ™ bestimmten Axiallage feststellbar ist.
8. Zahnradwalzmaschine nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Werkstück beim Walzen eine axial hin- und hergehende Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1; 1') zwischen zwei Schneidwerkzeugen (76; 85, 92) angeordnet ist, von denen Jedes in einer der beiden Endstellungen der Axialbewegung des Werkstücks an diesem angreift.
9. Zahnradwalzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerk- μ zeug (14; 26) mittels eines eigenen Stelltriebes (12} 29) gegen das Werkstück (1) zustellbar ist.
10. Zahnradwalzmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der bzw. Jeder spangebenden Bearbeitungsstelle eine Auffang- und Absaugevorrichtung (15, 16) für die Späne angeordnet ist.

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