DE2147923C - Walzstoßmaschine mit über die obere Hubstellung zuruckziehbarem Schneidrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wäl/stoßm;iM.hine zum von Zahnrädern mit einem durili einen Hubantrieb relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstückrad abwechselnd im Arbeits- und Rückhub zwischen zwei axialen Arbeitsendstellungen und im Stillstand der Maschine über die obere Arbeitsendstellung hinaus in eine zurückgezogene Stellung bewegbaren, von einer Schneidradspindel getragenen Schneidrad.

Beim Wälzstoßen erfolgt die Verzahnung eines sich drehenden Werkstückes durch ein sich drehendes, meist zahnradähnlich ausgebildetes Schneidwerkzeug, dem Schneidrad, das radial bis zu einem bei Außenverzahnungen von der Summe bzw. bei Innenverzahnungen von der Differenz der Wälzkreisradien bestimmten Achsabstand zum Werkstückrad zugestellt wird. Es kann natürlich auch umgekehrt das Werkstückrad zum Schneidrad zugestellt werden. Werkstückrad und Schneidrad werden über den Wälzgetriebezug mit einem Übersetzungsverhältnis verbunden, das gleich dem Verhältnis der Drehzahlen oder dem K 'invert der Zähnezahlen bzw. der V.'älzkreisradien \on Werkstückrad und Schneidrad ist.

Bei den bekannten Wälzstoßmaschinen wird die Wälzbewegung zwischen Schneidrad und Werkstückrad über einen Wälzgetriebezug mit festem Übersetzungsverhältnis erzeugt, nämlich die beiden Schnekkengetriebe, über die Schneidrad und Werkstückrad angetrieben werden, sowie weitere konstruktiv bedingte Getriebe wie Kegelradpaare u. dgl. einschließlich der Wechselräder.

Zur Erzeugung des Wälzprofils am Werkstückrad werden dem Schneidrad axiale Doppelhubbewegungen eneilt. Während der Arbeitshübe wird der Werkstoff der Zahnlücken des Werkstückrades unter gleichzeitigem Abwälzen des Schneidrades am Werkstückrad zerspant. Für die Dauer des jedem Arbeitshub folgenden Rückhubes wird das Schneidrad vom Werkstückrad oder umgekehrt das Werkstückrad vom Schneidrad abgehoben, so daß das Schneidrad ohne Berührung mit dem Werkstückrad zurückgeführt werden kann. Diese Abhebebewegung erfolgt je nach Art und Form der herzustellenden Verzahnung in Richtung der Verbindungslinie zwischen Schneid- und Werkstückradzentrum oder in einem Winkel zu dieser Linie und wird durch entsprechende Steuerung der Schneidradspindel bzw. der Werkstückradspindel entweder dem Schneidrad oder dem Werkstückrad erteile.

De. Arbeits- und Rückhub ist an einer Hubscheibe entsprechend der Verzahnungsbreite des Werkstückrades einstellbar. Wenn Innenverzahnungen tiefer liegen als die Oberkante des betreffenden Hohlradkörpers, kann das Auf- und Absparten des Werkstückrades, insbesondere bei großen Werkstücken, Schwierigkeiten machen. LIm dieses zu vermeiden, ist es erforderlich, das Schneidrad aus diesem Hohlradkörper herauszuziehen.

Es ist eine Wälzstoßmaschine der eingangs genannten Art bekannt (deutsches Patent I 301 204), bei welcher der Schwenkpunkt eines die Schncidradspindel auf- und abbewegenden Antriebsarmes in einem Joch gelagert isi, welches, wenn die Hubscheibe im unleren Totpunkt angehalten ist, hydraulisch nach oben bewegt wird und dadurch auch die Schneidradspiiulcl und -,las Schneidrad in die obere, zurückgezogene Stellung führt. Die bekannte Konstruktion hat den Nachteil, daß sich der Rückzugsweg nur schlecht verändern läßt und durch das im Cietriebezug des Ilubantriebs liegende bewegliche Joch und die ver-

hältnismäßig große Zahl beweglicher Teile die Ma- getriebe 3 und Zwischenräder4,5,6 eine Hubscheibe 7 schine nicht gut für hohe Beanspruchung geeignet ist. an. Mit dieser ist über einen Hubzapfen 8 eine Pleuel-Dieser Mangel macht sich insbesondere dann be- stange 9 gekoppelt, welche die Drehbewegung 10 in merkbar, wenn die Maschine nicht von oben nach un- eine oszillierende Kreisbewegung 11 umwandelt. Eine ten stoßend, sondern in umgekehrter Richtung »zie- 5 doppelarmige Schwinge 12 ist über zwei Stirnverzahhend« arbeiten muß. nungen 13 (Fig. 2) mit einem Hubrad 14 verbun-Es sind ferner Einrichtungen bekannt, mit welchen den. Diese Stirnverzahnungen werden über Bolzen 15 die Spannvorrichtung, durch die das Werkstück rad mit Federn 16 formschlüssig, aber lösbar zusammenmit der Werkstückradspindel verbunden ist, hydrau- gehalten. Kolben 17, weiche über Kanäle 18 durch iisch nach unten bewegt wird. Diese Einrichtungen io ein Druckmedium beaufschlagbar sind, bewirken eine lassen sich aber nur bei relativ kleinen Werkstücken Lösung dieser Stirnradkupplungen, anwenden. Bei großen Werkstückrädern fällt die Γη die Verzahnung des Hubrades 14 greift mit Spannvorrichtung so groß aus, daß sie sich nicht einer entsprechenden Ringverzahnung 19 die Schneidmehr in die Werkstückradspindel oder in den Auf- radspindel 20, an welcher das Schneidrad 21 bespanntisch zurückziehen läßt. 15 festigt ist, ein und wird über Antriebselemente 7, 8, 9, Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wälzstoßma- 12, 14 in eine hin- und hergehende axiale Doppel- ^chine der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, bei hubbewegung H versetzt, wodu"-h während des Ar-■λelcher die vorstehend genannten Nachteile bekann- beitshubes der Werkstoff der Zahnlücken des Werk- !lt Ausführungen vermieden %ind, bei v.elcher also stiickrades unter gleichzeitigem Abwälzen des insbesondere mit verhältnismäßig einfachen und we- 20 Schneidrades am Werkstückrad zerspant wird. nig Platz beanspruchenden Mitteln und ohne daß sich Diese Abwälzbewegung des Schneidrades und nachteilige Auswirkungen für den Hubantrieb erge- WerVstückrades wird in dem Beispiel durch einen hen, das Schneidrad über die obere Arbeitsendstel- Motor 22 eingeleitet. Die Drehbewegung desselben lung hinaus je nach Anwendungsfall verschieden weit wird über eine Welle 23, mit welcher ein Kegelrad 24 zurückziehbar ist. 25 drehfest verbunden ist, übertragen. In das kegelrad Die vorstehende Aufgabe wird erfindangsgemäß 24 greift ein anderes Kegelrad 25 -:in. Die Drehbewedadureh gelöst, daß zur Bewegung des Schneidrades gun;; geht weiter über eine Welle 26 auf eine in die zurückgezogene Stellung der Hubantrieb au«- Schnecke 27, welche ihrerseits in ein Schneckenrad kuppelbar und die Schneidradspinde' mit dem 28 eingreift. Dieses bildet mit einer Hülse 29 ein An-Schneidrad durch einen zusätzlichen '-.ntrieb in die 30 triebselement. Die Drehbewegung wird durch eine zurückgezogene Stellung bewegbar ist. Bei der übli- achsparallele oder eine schraubenförmige Führung chen Ausführung einer Wälzstoßmaschine mit einem 30 auf die Schneidradspi.idel 20 übertragen. Die Hubantrieb mittels einer Hubscheibe mit Exzenter Drehbewegung der Welle 23 wird außerdem über ein und mit durch diesen über eine Schwinge angetriebe- Stirnradpaar 31/32, eine Kegelradpaar 33/34, eine neu, mit der Schneidradspindel in Eingriff stehen- 35 Welle 35, Teilwechselräder 36/37, eine Weile 38 und den Hubr-d wird die Erfindung zweckmäßigerweise ein Schneckengetriebe 39/40 auf die Werkstückraddadurch verwirklicht, daß die Verbindung zwischen spindel oder den Werkstückradaufspanntisch 41 Schwinge und Hubrad lösbar ist. weilergeleitet. Das Übersetzungsverhältnis dieses Ge-

Die vom Hubantrieb gelüste Schneidradspindel triebezuges zwischen Schneidradspindel 20 und kann dann durch einen beliebigen zusätzlichen An- 40 Werkstiickradaufspanntisch 41 entspricht dem Zähtrieb je nach Werkstück unterschiedlich weit zurück- nezahlverhältnis zwischen Schneidrad und Werkgezogen werden. In bevorzugter Ausgestaltung der stückrad 42 und wird von Fall zu Fall durch Aus-Erfindung besteht der zusätzliche Antrieb aus einem tausch der Teilwechselräder 36/37 geändert, mit der Schneidradspindel fest veibundenen Hubzy- Das Werkstückrad 42 wird durch eine Aufspannlinder, welcher vorzugsweise gleichzeitig auch Teil 45 vorrichtung 43 mit dem Werkstückradaufspanntisch eines an sich z. B. duich das DDR-Wirtschaftspatent 41 verbunden.

52 043 bekannten hydraulischen Ciewichtsausgleichs- Am oberen Ende der Schneidradspindel 20 ist ein und Stoiidämpfersystems an der Schneidradspindel Differentialkolbensystem 44/45 angeordnet. Die ist. da sich bei einer solchen Ausführung nur sehr ge- D^ppelhubbcwegung der Schneidradspindel wird daringe Mehrkosten für die vorgeschlagene Zusatzein- 50 ha im umgekehrten Verhältnis der Kolbenfiiichen richtung zum Zurückziehen des Schneidrades erge- 46'47 auf das Federpaket 45 η übeitragen, welches hen. Der zusätzliche Antrieb zum Zurückziehen der /um Ausgleich des Gewichts und der Massen-Schneidradspindel könnte in einer anderen Ausfüh- kräfte der Schneidradspindel dient und für sich berungsform der Erfindung aber auch an dem mit der kannt ist.

SchneidradspimL-l in Eingriff stehenden, vom Hub- 55 Das Hubrad 14 ist mit einer Welle 48, auf welcher

antrieb gelösten Hubrad angreifen. noch die doppelarmige Schwinge 12 drehbar gelagert

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in ist, drehfest verbunden. Am Ende derselben ist ein der Zeichnung dargeslellten Ausfiihnmgsbeispieles Zahnrad 49 aufgekeilt. Dieses greift in einem Vernäher erläutert. hältnis von 2:1 in ein weiteres Zahnrad 50 ein, vvel-

Es zeigt So ciics mit einer Nockentroinmel 51 gekuppelt ist. Auf

F i g. I eine sciiematische Darstellung der für die dieser Trommel können in Nuten Schaltnocken 51 a vorliegende Erfindurjj wesentlichen Teile einer Wälz- verstellbar befestigt werden. Diese betätigen End-

stoßmasehine, schalter 52, welche ihrerseits Steuerimpulse über ein

F i g. 2 Schaltvurbiiidungen und einen Querschnitt nicht dargestelltes elektrisches Schaltsystem, welches

[!cmiiU II-II in Fig. !. 65 den Gesamtarbeitstakt der Wälzstoßmaschine steuert.

Der Antriebsmotor 1 der in der Zeichnung darge- an Magnetventile 53 und 54 weitergeben. Alle iibristellten Wälzstoßmasdiine treibt über einen Riemen- gen noch dargestellten Maschinenelemente sind für trieb 2, ein stufenloses KegelscheibenunischliiigunRS- den vorliegenden Erfindungsgedankeii ohne Heilen-

lung und brauchen deshalb nicht beschrieben zu werden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: In der Ausgangslage zum Aufspannen des Werkstückes ist die Maschine stillgesetzt. Die Hubscheibe 7 befindet sich in. der unteren gezeichneten Totpunktlage und das Schneidrad in der Stellung 21 a. Das Werkstück 42 wird auf den Aufspanntisch 41, welcher in die Lage 41 α ausgefahren ist, gebracht und mittels der Aufspannvorrichtung 43 mit dem Aufspanntisch 41 verbunden. Sind alle Maschinenwerte, welche für die Herstellung oder die Bearbeitung des aufgespannten Werkstückes notsvendig sind, eingestellt, so wird die Wälzstoßmaschinc in bekannter Weise in Betrieb gesetzt. Die Bearbeitung von Zahnradern durch Wälzstoßen ist bekannt und braucht hier nicht beschrieben zu werden.

Wenn die Verzahnung des Werkstückes fertiggestellt ist, schaltet die Maschine über bekannte, nicht dargestellte Steuerelemente ab. Die Hubscheibe wird automatisch im Arbeitstakt der Maschine in die untere Totpunktlage gedreht, wodurch das Schneidrad in die Stellung 21 b gelangt. Dabei wird von dem Nocken 51 α der Endschalter 52 angefahren und der Magnetschieber 53 so betätigt, daß die Kolben 17 vom Öldruck beaufschlagt und die Stirnzahnkupplungen 13 geöffnet werden. Gleichzeitig wird der Magnetschieber 54 so verschoben, daß auch unter die Kolbcnfläche 46 öl strömt. Dadurch wird die Schneidradspindel mit dem Schneidrad in die Stellung 21 a gebracht. Dann fährt der Werkstückradaufspanntisch 41 automatisch in die Lage 41 a. Jetzt ist der Arbeitsraum der Wälzstoßmaschine frei und das Werkstück 42 kann hcc|iicm abgespannt und ein neues aufgespannt werden.

Der Werkstückradaufspanntisch fährt nach dem Wcrkstückwcchscl wieder in die gezeichnete Lage 4L Nun wird das öl unter der Kolbenfläche 46 durch entsprechende Schaltung des Magnetschiebers 54 abgelassen. Damit bewegt sich die Schneidradspindel durch ihr Eigengewicht oder Öldruck wieder nach unten. Wenn sie in der Stellung 21 b angelangt ist,

ίο werden über einen entsprechenden Schaltnocken 51 a und Endschalter 52 die Magnetschieber 53 und 54 sii betätigt, daß die Slirnzahnkupplungcn 13 wieder einrasten und der ölabfluß unter der Kolbenfläche 46 gesperrt und der für den Ausgleich des Gewichts und der Musscnkriiflc der Schneidradspindcl erforderliche Druck aufgebaut wird. Damit kann der neue Arbeitstakt der Wälzstoßmaschine bis zur Fertigstellung des Werkstückes gestartet werden. Dann schaltet die Maschine über bekannte, nicht dargestellte Stcuerelemcntc wieder ab und der Zyklus beginnt, wie ober beschrieben, von neuem.

An Stelle des Schubkolbcnmotors 44/45 am oberen Ende der Spindel können auch andere Antriebsvorrichtung· ■->, welche die Wcrkzcugspindel 20 nacl Lösen der Stirnzahnkupplungen 13 nach oben in die Stellung 21 α bewegen, verwendet werden. Beispielsweise ist ein elektrischer oder hydraulischer Rota tionsmotor auf der Welle 48 möglich.

Die für die Erfindung notwendige elektrische line hydraulische Anlage ist aus bekannten Antriebs- unc Steuermittel aufgebaut und braucht, wie die eben falls bekannten entsprechenden Schaltpläne, nicht he schrieben zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Wälzstoßmaschine zur Verzahnung von Zahnrädern mit einem durch einen Hubantrieb relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstückrad abwechselnd im Arbeits- und Rückhub zwischen zwei axialen Arbeitsendstellungen und im Stillstand der Maschine über eine Ärbeitsendstellung hinaus in eine zurückgezogene Stellung bewegbaren, von einer Schneidradspindel getragenen Schneidrad, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Schneidrades (21) in die zurückgezogene Stellung (21 a) der Hubantrieb (1 bis 14) auskuppelbar und die Schneidradspindel (20) mit dem Schneidrad (21) durch einen zusatzliehen Antrieb (44, 45, 46) in die zurückgezogene Stellung (21 a) bewegbar ist.

2. Walzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem an sich bekannten Hubantrieb mittels einer Hubscheibe (7) mit Exzenter (8) und mit durch diesen über eine Schwinge (12) angetriebenen, mit der Schneidradspindel (20) in Eingriff stehenden Hubrad die Verbindung zwischen Schwinge und Hubrad (14) lösbar ist. a₅

3. Walzstoßmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (12) und das Hubrad (14) koaxial gelagert und durch eine Stirnzahnkuppluiig (13), deren eii.er Teil (12, 13) axial bewegbar ist, wahlweise drehfest kuppelbar und außer Eingriff zu bringen sind.

4. Walzstoßmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnzahnkupplung (13) unter Federkraft (16) in Eingriff gehalten und durch einen Servokolben (17) lösbar ist.

5. Walzstoßmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Antrieb ein mit der Schneidradspindel (20) fest verbundener Schubkolbenmotor (44, 45, 46) lsi.

6. Walzstoßmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubkolbenmotor (44, 45, 46) Teil eines an sich bekannten hydraulischen Gewichtsausgleichs- und Stoßdämpfersystems an der Schneidradspindel (20) ist.

7. Walzstoßmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dab die Steuerung für die Betätigung des Schubkolbenmotors (44, 45, 46) drei in Reihe liegende Schalter umfaßt, deren erster schließt, wenn das Schneidrad in die der zurückgezogenen Stellung (21 a) am nächsten liegende Arbeitsstellung (21 b) gelangt, deren zweiter nach Erreichen der vorbestimmten Zahntiefe und deren dritter nach Vollendung einer bestimmten Anzahl Rundgänge des Schneidrades um das Werkrad schließt.

8. Walzstoßmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (52) durch einen über das Hubrad (14) angetriebenen Nocken (51 «) betätigbar ist.

^l). Wälzsloßmaschine nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Autrieb als Drehantrieb auf das Hubrad (14) wirkt.