DE2156660B2 - Maschine zum Walzen von Kegel- oder Hypoidzahnrädern - Google Patents

Description

Stirnräder in Abhängigkeit vom Schwenkvorschub bisher üblich, das Walzwerkzeug 10 so anzuordnen,

lurch eine Antriebsverbindung in Achsenrichtung daß es mit dem Werkstück 12 kämmt und während

verschiebbar ist und dadurch in an sich bekannter des Abwälzens in den Werkstoff des Werkstücks

Weise sein Winkelgeschwindigkeitsverhältnis zum Zahnlücken mit dem gewünschten Profil eindrückt,

anderen Stirnrad veränderlich ist. 5 Dementsprechend ist das Walzwerkzeug 10 mit

Bei einer Maschine zum Walzen von Kegelrädern, einem Zahnkranz 14 versehen, dessen Verzahnung

bei welcher die Zustellung mittels eines Vorschuban- das Profil bestimmt, das die auf dem Werkstück 12

triebes durch axiales Verschieben des Werkstücks erzeugte Verzahnung erhält, wenn Walzwerkzeug 10

und der Walzwerkzeuge erfolgt, ist dieses abhängig und Werkstück 12 im Eingriff miteinander um ihre

vom Vorschub verstellbare Differentialgetriebe be- ίο Achsen 16 bzw. 18 umlaufen und sich aufeinander

kannt (Uf₅-PS 2 883 894). abwälzen. Die Achsen 16 bzw. 18 sind die geometri-

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von sehen Achsen des Walzwerkzeugs 10 bzw. des Werk-Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Stücks 12. Gleichgültig, auf welche Weise Walzwerk-Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt zeug JO und Werkstück 12 zum Abwälzen aufeinan-

F i g. 1 schematisch den Stand der Technik beim 15 dergebracht werden, muß ein Vorschubantrieb vorge-

Walzen von Zahnrädern mit Zustellung durch axiales sehen sein, der dem Walzwerkzeug 10 einen Vor-

Verschieben des Walzwerkzeugs, schub in Richtung auf das Werkstück 12 bis zu einer

Fig.2 schematisch die geometrische gegenseitige gewünschten Eingriffstiefe erteilt. Bisher war es

Lage von Walzwerkzeug und Werkstück bei der Ma- schon üblich, für eine relative Vorschubbewegung zu

schine nach der Erfindung, 20 sorgen, welche die Teilkegelflächen von Walzwerk-

F i g. 3 Walzwerkzeug und Werkstück nach der zeug 10 und Werkstück 12 in einer Richtung zusam-

von F i g. 2 ausgehenden Schwenkbewegung, die er- menbringt, die rechtwinklig zur momentanen Berüh-

findungsgemäß den Vorschub herbeiführt, rungslinie der aufeinander abrollenden Kegelmäntel

F i g. 4 eine in größerem Maßstab ausgeführte verläuft. In F i g. 1 ist diese momentane Berührungsschematische Darstellung des fortschreitend zuneh- 25 linie durch die Linie 19 wiedergegeben,
menden Eingriffs von Walzwerkzeug und Werkstück Beim Stande der Technik standen zwei Möglichbei der gegenseitigen Abwälzung, wobei das Walz- keiten zur Wahl, um die gewünschte relative Vorwerkzeug genau oder annähernd die Gestalt eines Schubbewegung herbeizuführen:
Planrades hat, Entweder das Walzwerkzeug 10 hatte die Gestalt

Fig. 5 eine der Fig.4 entsprechende Da-stellung 3° eines Planrades; dann wurde es in Achsenrichtung der gegenseitigen Lage von Walzwerkzeug und längs seiner geometrischen Achse 16 in das Werk-Werkstück, wobei das Walzwerkzeug die Gestalt stück 12 hinein vorgeschoben. Oder das Walzwerkeines Kegel- oder Hypoid-Zahnrades hat, zeug 10 hatte die Gestalt eines Kegel- oder Hypoid-

F i g. 6 in einem schematischen Aufriß ein einfa- Zahnrades; dann wurden sowohl das Walzwerkzeug

ches Ausführungsbeispiel der Maschine nach der Er- 35 10 längs seiner Achse 16 als auch das Werkstück 12

findung, längs seiner Achse 18 vorgeschoben, wie es die Pfeile

F i g. 7 die Seitenansicht in Richtung der Pfeile 7 in F i g. 1 zeigen. Diese Zustellbewegungen erfordern

der F i g. 6 mit der Darstellung des Drehantriebes für eine verhältnismäßig aufwendige Bauart der Ma-

Walzwerkzeug und Werkstück, schine, vor allem auch deshalb, weil bei der spanlo-

F i g. 8 eine Rückansicht der in F i g. 7 veranschau- 40 sen Verformung des Werkstücks im kalten Zustand

lichten Maschine mit der Darstellung des Vorschub- außerordentlich hohe Kräfte auftreten, die unter an-

antriebes, der dem Walzwerkzeug die Schwenkbewe- derem durch den Vorschubantrieb aufgenommen

gung mit Bezug auf das Werkstück erteilt, werden müssen.

F i g. 9 eine andere Ausführungsform einer Ma- Bei der Maschine nach der Erfindung erfolgt die

schine nach der Erfindung im Aufriß mit einem ab- 45 Zustellung durch eine relative Schwenkbewegung

geänderten Spindelantrieb, zwischen Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12. Bei

F i g. 10 den Nockentrieb für einen Stellkeil bei geeigneter Wahl der Schwenkachse lassen sich die

der Maschine nach F i g. 9, obenerwähnten idealen Vorschubverhältnisse wäh-

Fig. 11 eine schaubildliche Darstellung der teil- rend der gesamten Zustellphase verwirklichen und

weise in F ig. 10 gezeigten Verstelleinrichtung, 50 einhalten.

F i g. 12 eine Darstellung eines Zahnes des Walz- Die F i g. 2 und 3 zeigen die grundsätzliche geome-

werkzeugs beim Eingriff in eine Zahnlücke der ge- trische Beziehung, die bei der Zustellschwenkbewe-

walzten Verzahnung des Werkstücks, wobei das Ver- gung um die Schwenkachse nach der vorliegenden

hältnis der Winkelgeschwindigkeiten von Walzwerk- Erfindung gegeben ist. Das Walzwerkzeug 10, das

zeug und Werkstück dem Verhältnis der Zähnezah- 55 mit dem Zahnkranz eines Kegel- oder Hypoid-Zahn-

len entspricht, rades versehen ist, nimmt eine solche Lage ein, daß

Fig. 13 eine der Fig. 12 entsprechende Darstel- es mit einem entsprechend kegel- oder hypoidförmi-

lung des Eingriffsvorganges, der sich ergibt, wenn gen Werkstück 12 kämmt. Beim veranschaulichten

das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten von Beispiel hat dieses Werkstück 12 in seinem anfängli-

Walzwerkzeug und Werkstück abweichend vom Ver- 60 chen Zustand noch keinen Zahnkranz. Die Zustell-

hältnis der Zähnezahlen gesteuert wird und schwenkbewegung findet nun in der Richtung de;

Fig. 14 eine der Fig. 13 entsprechende Darstei- Pfeiles der Fig. 2 um eine Achse 22 statt, die siel

lung bei negativer Neigung einer Zahnflanke des lotrecht zur Zeichenebene erstreckt und die geome

Werkstücks. trischen Achsen 16 und 18 von Walzwerkzeug K

Die F i g. 1 bis 3 zeigen die grundsätzliche geome- 65 und Werkstück 12 schneidet. Die Teilkegelscheite

trische Beziehung zwischen dem Walzwerkzeug und des Walzwerkzeugs 10 und des Werkstücks 12 fallet

dem Werkstück beim Stande der Technik und beim entweder gemäß F i g. 3 in einem Punkt zusammen

Gegenstand der Erfindung. Wie F i g. 1 zeigt, war es oder sie sind längs der Achse 22 gegeneinander ver

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setzt, wenn Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 nahezu gleich großem Abstand von der Teilkegelkämmende Hypoid-Zahnräder bilden. Auch können fläche des Werkstücks 12.

die Teilkegelscheitel unter Umständen einen geringen Wenn das Walzwerkzeug 10 von der Lage ausge-

Abstand von der Achse 22 haben. hend, in der es bei Beginn das Werkstück 12 gerade

Fig. 3 zeigt nun die relative Lage eines Walzwerk- 5 berührt und seine geometrische Achse die Lage 16 zeugs 10 und eines Werkstücks 12 der in Fig.2 ge- einnimmt, um die Achse 22 verschwenkt und dazeigten Art in dem Augenblick, in welchem beide durch bis zur vollen Eingriffstiefe vorgeschoben wird zum Abwälzen aufeinandergebracht werden. Wie und dabei die endgültige Zahngestalt am Werkstück F i g. 3 zeigt, ist dort der Zustand dargestellt, in wel- 12 herausarbeitet, dann gelangt die Achse des WaIzchem Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 bei Be- io Werkzeuges 10 in die Lage 16'. Der in Fig. 4 dargeginn des Wälzvorganges in Berührung miteinander stellte Teil des Walzwerkzeugs 10 ist in diesen beiden kommen. Die Berührungslinie verläuft dabei längs Lagen veranschaulicht, und zwar in ausgezogenen der gemeinsamen Mantellinie 26 der aufeinander ab- Linien in der Anfangsstellung der Berührung mit rollenden Teilkegelflächen. Wie erläutert, besteht die dem Werkstück 12 und in der gestrichelten Stellung Zustellschwenkbewegung darin, daß zwischen Walz- 15 in voller Eingriffstiefe.

werkzeug 10 und Werkstück 12 eine relative Die ursprüngliche Teilkegelfläche 28 des Werk-

Schwenkbewegung um die Achse 22 erfolgt, die die Stücks 12, das durch den Walzvorgang verzahnt wird, Achse 16 des Walzwerkzeugs 10 und die Achse 18 stellt eine glatte kegelige Ringfläche dar, ohne irdes Werkstücks 12 schneidet. Die Schwenkbewegung gendwelche Zahnlücken oder Vorformungen. Diese kann nun dadurch herbeigeführt werden, daß ledig- ao entstehen erst durch Eingriff mit dem Walzwerkzeug Hch das Walzwerkzeug 10 um die Achse 22 gt- 10. Die Zahnkopffläche des Walzwerkzeugs 10, in schwenkt wird, oder auch dadurch, daß lediglich das der die Zahnköpfe 30 liegen, verläuft bei der ersten Werkstück 12 um die Achse 22 geschwenkt wird. Es Berührung mit dem Werkstück 12 tangential zu deskönnen jedoch auch beide gleichzeitig um diese sen Teilkegelfläche 28 Die Teilkegelfläche 32 des Achse 22 mit gesteuerten Geschwindigkeiten ge- as fertig gewalzten Werkstücks 12, die mit den Zahnfüschwenkt werden. In jedem Fall erfolgt die Vor- ßen zusammenfällt, wird von der Zahnkopffläche dei Schubbewegung also in jedem Augenblick senkrecht Werkzeugverzahnung gebildet, wenn beim Vorschub zur momentanen Berührungslinie der aufeinander des Walzwerkzeugs 10 dessen Endstellung erreichi abrollenden Teilkegelflächen von Walzwerkzeug 10 ist und die geometrische Achse des Walzwerkzeugs und Werkstück 12. Herbeigeführt wird diese Vor- 30 10 die Lage 16' erreicht hat. In entsprechend« Schubbewegung, ohne daß dabei Walzwerkzeug 10 Weise wird die endgültige Kopfkegelfläche 34 dei oder Werkstück 12 in Achsenrichtung verschoben Werkstückverzahnung durch die Zahnlückengrundwird. fläche 36 des Walzwerkzeugs 10 erzeugt. Der Um-

Fig.3 stellt klar, in welchem Sinne nachstehend stand, daß der TeilkegelwinkelC des Werkstücks 12 der Begriff »Teilkegelwinkel« gebraucht wird: Die 35 von Beginn bis zum Ende des Walzvorganges annäbeiden momentanen Teilkegelwinkel A und R sind in hemd gleichbleibt, bedeutet, daß der beim Wälzvordieser Figur für das Walzwerkzeug 10 und das Werk- gang aus den Zahnlücken der Werkstückverzahnung stück 12 gezeigt. verdrängte Werkstoff bis über die ursprüngliche Teil-

Die Zustellschwenkbewegung erfordert keine kegelfläche 28 hinaus aufwärts fließt und dort die axiale Verschiebung des Walzwerkzeugs 10 oder des 40 Zahnköpfe bildet.

Werkstücks 12 längs deren geometrischen Umlauf- In der ersten Phase der Vorschubbewegung, in dei

achsen. Die vorstehend erläuterte Zustellschwenkbe- das Walzwerkzeug 10 in Richtung auf das Werkstück wegung schreitet so lange fort, bis Walzwerkzeug 10 12 schwingt, bis es mit diesem in Berührung gelangt und Werkstück 12 zur vollen Zahnlückentiefe in Ein- werden Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 in Dregriff miteinander gelangt sind. Die erforderliche Aus- 45 hung um ihre geometrischen Achsen 16 und 18 vergangslage für den-Walzvorgang wird keineswegs not- setzt. Diese Drehung dauert für die Dauer des Vorwendigerweise durch F i g. 2 dargestellt. Denn es ge- Schubes an und wird nach Beendigung des Vorschunügt für diese Anfangslage, wenn bei Beginn jedes bes, also nach Erreichen der Grenzstellung, d. h. dei Walzvorganges Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 Lage 16' der Werkzeugachse, eine Weile fortgesetzt nur um einen kleinen Winkel voneinander getrennt 50 Dadurch ist Gewähr gegeben, daß der Zahnkranz de; sind. Werkstücks 12 ringsherum die gewünschte Form er

Wie sich bei der erfindungsgemäß ausgestalteten hält.

Zahnradwalzmaschine die relativen Beziehungen und Fi g. 5 unterscheidet sich von der Fig. 4 durch die

Bewegungen zwischen dem Walzwerkzeug 10 und Gestalt des Walzwerkzeugs 10. Dort nämlich hat die dem Werkstück 12 abspielen, zeigen die Fig.4 und 55 Werkzeugverzahnung die Gestalt eines Kegel- odei 5 im einzelnen. Dabei gibt Fig.4 den Fall wieder, in Hypoidzahnrades, also einen wesentlich kleiner al: welchem das Walzwerkzeug 10 annähernd oder 90° bemessenen Teilkegelwinkel D. Infolge des kleigenau eine Planradverzahnung hat, die mit dem neren Teilkegelwinkels des Walzwerkzeugs 10 ander Werkstück 12 kämmt und dessen Verzahnung walzt. sich der Winkel des Werkstückteilkegels während de; Der Teilkegelwinkel des Walzwerkzeugs 10 beläuft 60 Walzvorganges stärker, und zwar in Richtung auf die sich also genau oder annähernd auf 90°. Wenn wäh- Zahnfüße der Werkstückverzahnung hin. Diese An rend der relativen Vorschubbewegung das Walz- derung des Teilkegelwinkels ist in F i g. 5 durch dei werkzeug 10 die gestrichelt dargestellten Lagen Winkel wiedergegeben, der zwischen den gemeinsa durchläuft, zeigt sich, daß dabei der Teilkegelwin- men Erzeugenden 38 und 40 der Teilkegel gebilde kel C des Werkstücks 12 während des Walzvorganges 65 ist. Diese Erzeugenden 38, 40 stellen die momenta annähernd konstant bleibt. Hat also das Werkstück nen Berührungslinien der aufeinander abrollender 12 im Walzvorgang seine endgültige Gestalt erlangt, Teilkegelflächen von Walzwerkzeug 10 und Werk dann verlaufen die Zahnfüße und die Zahnköpfe in stück 12 dar, und zwar die Erzeugende 38 bei Begini

des Walzvorganges und die Erzeugende 40 bei Errei- zueinander drehen. Zu diesem Zweck trägt die obere chen der vollen Eingriffstiefe. Diese stärkere Ände- Spindel 54 ein Tellerrad 60 und die untere Spindel rung des Teilkegelwinkels hat eine sehr erwünschte 56 ein Tellerrad 62. Wie F i g. 7 zeigt, kämmt das Wirkung: Im Bereich der Zahnfüße der Werkstück- obere Tellerrad 60 mit einem Ritzel 64, dessen Welle verzahnung wird die unerwünschte Gleit- oder Reib- 5 68 an einem schräg verzahnten Stirnrad 66 befestigt wirkung auf den Werkstoff verringert. ist. Dieses kämmt mit einem schräg verzahnten Stirn-

Die in Verbindung mit dem Schwenkvorschub er- rad 70 auf der Welle 72 eines zweiten Ritzels 74, das läuterten Wirkungen führen insgesamt zu einem na- mit dem unteren Tellerrad 62 im Eingriff steht. Die türlicheren fortschreitenden Eingriff zwischen Walz- beiden schräg verzahnten Stirnräder 66, 70 lassen werkzeug 10 und Werkstück 12, als es mit axialem io sich relativ zueinander in Achsenrichtung verschie-Vorschub von Walzwerkzeug und/oder Werkstück ben. Dadurch kann man das Verhältnis der Winkelmöglich war. geschwindigkeiten der beiden Spindeln 54 und 56 än-

Die den Vorschub herbeiführende Schwenkbewe- dem. Man kann daher die Abwälzverhältnisse zwigung läßt sich mit verhältnismäßig einfachen bauli- sehen Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 in der jechen Mitteln durchführen, die den hohen Drücken 15 wells gewünschten Weise zeitlich zueinander abstimvon Kräften gewachsen sind, die beim Kaltwalzen men.

entstehen. Dafür ist es lediglich erforderlich, Walz- Wie F i g. 7 zeigt, schneiden sich die geometrische

werkzeug 10 und Werkstück 12 so anzuordnen, daß Drehachse des oberen Ritzels 64 und die Achse 22, sich ihre relative Schwenkbewegung in Einklang mit um welche zum Zweck des Zustellens das relative den Erfordernissen erreichen läßt, die vorstehend er- ao Schwenken von Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 läutert worden sind. Werden Walzwerkzeug 10 und erfolgt. Daher bleibt bei diesem Schwenken des Spin-Werkstück 12 zum Kämmen gebracht, dann versetzt delstockgehäuses der oberen, das Walzwerkzeug 10 der Drehantrieb das Walzwerkzeug 10 oder das tragenden Spindel 54 der Abstand der Ritzelwellen Werkstück 12 oder beide in Umlauf um ihre geome- 68 und 72 voneinander unverändert. Indessen führt trischen Achsen 16 bzw. 18. Wird nur das Walzwerk- 25 diese Anordnung dazu, daß beim relativen Schwenzeug 10 oder nur das Werkstück 12 in Drehung ver- ken der beiden Spindeln 54, 56 zueinander die beisetzt, dann wird das jeweils andere Teil der Paarung den Tellerräder 60 und 62 in Drehrichtung gegeneindurch Reibung mitgenommen, sobald Walzwerkzeug ander verstellt werden. Diese Drehverstellung erfolgt 10 und Werkstück 12 in Berührung miteinander unabhängig von den durch die Wellenantriebe und kommen. Werden beide formschlüssig angetrieben, 30 das syncnronisierende Getriebe ausgeübten Drehmodann kann eine Steuerung vorgesehen sein, durch menten und überlagert sich dem Umlauf der beiden welche der Umlauf des einen Teils der Paarung mit Tellerräder 60, 62. Es handelt sich also bei dem Gedemjenigen des anderen synchronisiert wird. Man triebe 64, 66, 70, 74 um ein Differentialgetriebe, kann aber den Drehantrieb auch anders ausgestalten, Diese Drehverstellung der oberen Spindel 54 und des z.B. unmittelbar das Walzwerkzeug 10 oder das 35 von ihr getragenen Walzwerkzeugs 10 hat eine erWerkstück 12 antreiben, aber jeweils am anderen wünschte Wirkung: Es entsteht eine schraubenför-Teil der Paarung eine Bremskraft wirken lassen. mige Vorschubbewegung. Diese läßt sich so steuern,

Die F i g. 6 und 7 veranschaulichen schematisch daß auf beiden Seiten eines jeden am Werkstück 12 die grundsätzliche Bauart der Maschine, bei der die geformten Zahnes der Werkstoff gleichmäßig verZustellung durch eine Schwenkbewegung um die er- 40 drängt wird. Später wird das noch im einzelnen erfindungsgemäß angeordnete Achse 22 erfolgt und läutert,
der formschlüssige Drehantrieb des Walzwerkzeugs Die F i g. 8 und 9 zeigen weitere bauliche Einzel-

10 und des Werkstücks 12 mit Einrichtungen zum heiten der in den F i g. 6 und 7 grundsätzlich gezeig-Synchronisieren dieser Drehungen während des ten Maschine. Aus F i g. 8 ist der Vorschubantieb zu Walzvorganges versehen ist. 45 ersehen, während F i g. 9 die Einrichtung zur relati-

Die Maschine hat zwei Spindeln 54 und 56, deren ven Drehverstellung und die Synchronisierung der eine das Walzwerkzeug 10 und deren andere das Drehbewegungen von Walzwerkzeug 10 und Werk-Werkstück 12 trägt und die in Spindelstockgehäusen stück 12 um ihre geometrischen Achsen 16 bzw. 18 gelagert sind, welche sich für den Vorschub und veranschaulicht.

Rückzug relativ zueinander um eine Achse 22 ver- 50 Das obere Spindelstockgehäuse 80 hat zwei seitschwenken lassen. Herbeigeführt wird die Schwenk- liehe Schwenkzapfen 90 (F i g. 9), deren gemeinsame bewegung des oberen Spindelstockgehäuses, das die Achse 22 durch den Schnittpunkt der beiden Achsen Spindel 54 des Walzwerkzeugs 10 trägt, relativ zu 16 und 18 der Spindeln 54, 56 geht und auf der Zeidem die zweite Spindel 56 tragenden unteren Spin- chenebene der F i g. 8 lotrecht steht. Die Lager dei delstockgehäuse durch irgendeinen Antrieb, z. B. 55 beiden Schwenkzapfen 90 sind am Bett befestigt, das durch einen aus Kolben und Zylinder bestehenden auch das Spindelstockgehäuse 79 für die Spindel 5i hydraulischen Antrieb, der nicht dargestellt ist. des Werkstücks 12 trägt. Dem Vorschub dient ein

Da sich beim Walzvorgang Walzwerkzeug 10 und aus Zylinder und Kolben bestehender hydraulischei Werkstück 12 aufeinander abwälzen, muß entweder Antrieb 81, dessen Kolbenstange eine Gabel 82 trägt für das Walzwerkzeug 10 oder für das Werkstück 12 60 die bei 83 um das obere Spindelstockgehäuse 80 her ein formschlüssiger Drehantrieb vorgesehen sein. Bei umgreift und zwischen diesem und zwei dicken Wandern in den F i g. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbei- den 84 des Bettes gelegen ist. In F i g. 8 sieht man bei spiel wird jede der beiden Spindeln 54, 56 durch 83 nur die eine Zinke der Gabel 82 und nur die hin einen Motor angetrieben. Mit diesem ist die obere tere Wand 84, da die vordere in der Zeichnung fort Spindel 54 durch eine Welle 58 verbunden. Beide 65 gelassen ist. Die beiden Gabelzinken sind keilformij Spindeln 54, 56 sind durch ein Getriebe verbunden, gestaltet und je zwischen einer oberen, an der Wane das dafür sorgt, daß sich Walzwerkzeug 10 und 84 befestigten Gleitbahn 85 und einer unteren, air Werkstück 12 in bestimmter zeitlicher Abstimmung Spindelstockgehäuse 80 vorgesehenen Gleitbahn 8<

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geführt. Jede der Gleitbahnen 86 wird von dem einen verschiebbar geführten^eil 98 verschwenken,

Flansch einer Schwenkplatte 87 gebildet, die um der seinerseits durch einen Nocken 100 verschoben

einen Zapfen 88 schwenkbar seitlich am oberen werden kann. Durch die Gestalt dieses Nockens 100

Spindelstockgehäuse 80 gelagert ist. läßt sich eine bestimmte Änderung der relativen Dre-

Wird die Gabel 82 durch ihren hydraulischen An- 5 hung zwischen Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12

trieb 81 in bezug auf F i g. 8 nach rechts verschoben, während des Walzvorganges vorgeben,

dann drücken die keilförmigen Zinken der Gabel 82, Die Funktion des Nockens 100 und des Keiles 98

abgestützt an der ortsfesten Gleitbahn 85, auf die ist im einzelnen in den Fig. 10 und 11 veranschau-

Schwenkplatten 87, die dadurch nach unten verscho- licht. Der Keil 98 wirkt auf eine Rolle 102, die an ben werden und dabei das obere Spindelstockge- io einem am Hebel 96 angreifenden, verschiebbaren

häuse 80 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 22 Stößel angeordnet ist und durch eine auf diesen Stö-

verschwenken. Zieht der hydraulische Antrieb 81 die ßel wirkende Feder 103 an den Keil 98 angedrückt

Gabel 82 zurück, dann schwingt das Spindelstockge- wird. Verschiebt sich der Keil 98, dann wird dadurch

häuse 80, angetrieben durch einen nicht veranschau- der Hebel 96 verschwenkt und verschiebt das obere

lichten Kolbenantrieb, wieder zurück, und Walzwerk- 15 schräg verzahnte Stirnrad 66 längs dessen Achse,

zeug 10 und Werkstück 12 werden voneinander ge- Der Keil 98 wird seinerseits durch eine Feder 99 an

trennt. den Nocken 100 angedrückt und liegt daher kraft-

Dank der beschriebenen Ausgestaltung lassen sich schlüssig am Profil dieses Nockens 100 an, der durch

die beiden Spindelstockgehäuse 79, 80 der Maschine den Schwenkzapfen 90 mit dem Spindelstockgehäuse

in eine Reihe von Lagen relativ zueinander einstel- 20 80 zu gemeinsamer Drehung verbunden ist. Der

len, bei denen der von den Achsen 16, 18 gebildete Nocken 100 macht daher die Schwenkbewegung mit,

Winkel verschieden groß ist. Man kann daher Zahn- durch die das Walzwerkzeug 10 seine Zustellbewe-

räder mit jedem gewünschten Kegelwinkel walzen. g;ung erfährt. An Stelle des Nockens 100 und der He-

F i g. 9 zeigt Einzelheiten des Spindelantriebes, belanordnung können natürlich auch andere gleichdurch den Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 25 wertige Einrichtungen zum Verschieben des schräg formschlüssig um ihre geometrischen Achsen 16, 18 verzahnten Stirnrades 66 vorgesehen sein. Es kommt in Drehung versetzt werden. Die beiden Spindeln 54 nur darauf an, daß das schräg verzahnte Stirnrad 66 und 56 haben hier je einen eigenen motorischen An- stetig in bestimmter zeitlicher Beziehung zur Zustelltrieb mit Antriebswelle. In F i g. 9 erkennt man auch schwenkbewegung axial hin und her verschiebbar ist. die Schwenkzapfen 90, während die keilförmigen 30 Dieses verstellbare Synchronisierungssystern er-Zinken der Gabel 82 fortgelassen sind. möglicht es, die Richtung der relativen Zustellung

Die schraubenförmige Vorschubbewegung, die zwischen Walzwerkzeug 10 und Werkstück 12 spebeim Verschwenken des Walzwerkzeugs 10 relativ zielten Erfordernissen anzupassen. In den Fig. 12 zum Werkstück 12 zustande kommt, läßt sich nun bis 14 wird diese Richtung je durch einen Pfeil angebei dem in Fig.9 gezeigten Differentialgetriebe voll- 35 geben. Fig. 12 zeigt einen Fall, in welchem infolge ständig steuern. Das obere Ritzel 64 ist mit dem un- entsprechender Gestalt des Nockens 100 die relative teren Ritzel 74 durch ein Differentialgetriebe verbun- Zustellung zwischen Werkzeugverzahnung und den. das es gestattet, das Verhältnis der Winkelge- Werkstück 12 erfolgt, ohne daß dem Werkzeug eine schwindigkeitten von Walzwerkzeug 10 und Werk- zusätzliche Drehkomponente erteilt wird. Die stück 12 zu ändern. Mit dem oberen Ritzel 64 ist 40 Fig. 13 und 14 hingegen zeigen Anordnungen, bei dedurch die Welle 68 ein oberes Stirnrad 92 verbun- nen die Gestalt des Nockens 100 dazu führt, daß die den, das mit einem darunter befindlichen Stirnrad 94 relative Zustellrichtung schräg verläuft. In diesem kämmt. Dieses ist durch seine Welle 95 mit dem obe- Falle wird also der Drehung des Walzwerkzeugs lOl ren, schräg verzahnten Stirnrad 66 verbunden, das relativ zum Werkstück 12 eine zusätzliche Drehkomwiederum mit dem unteren schräg verzahnten Stirn- 45 ponente überlagert, während sich der Zahnkranz ded rad 70 kämmt. Das Stirnrad 70 ist durch die Welle Walzwerkzeugs 10 in das Werkstück 12 eindrückt. 72 mit dem unteren Ritzel 74 verbunden. Wie mit Diese Richtung des Vorschubs empfiehlt sich, wenn Bezug auf Fig./ erläutert, lassen sich die beiden die Zahnlücken des Werkstücks 12 im Profil unsymschräs verzahnten Stirnräder 66 und 70 gegeneinan- metrisch gestaltet sind. Die zusätzliche Drehkompoder in Achsenrichtung verschieben. Während das ge- 50 nente führt zu einer schraubenförmigen Vorschubbe· schieht, ändert sich das Drehzahlverhältnis zwischen wegung, durch die sich das Walzen von Zahnräden den Wellen 68 und 72. Im vorliegenden Falle ist das mit unsymmetrischen Zahnprofilen erleichtern läßt obere schräg verzahnte Stirnrad 66 auf seiner Welle die bei manchen Kegel- oder Hypoidzahnrädem bei 95, einer Keilwelle, in Achsenrichtung verschiebbar. nötigt werden. Die zusätzliche Drehkomponente, dii Die Achse der die Stirnräder 66 und 94 tragenden 55 im Verlauf des Vorschubes dem Drehantrieb de Welle 95 fällt mit der Achse 22 zusammen, um die Walzwerkzeuges 10 überlagert wird, läßt sich, wi das obere Spindelstockgehäuse 80 mit Bezug auf das bereits erwähnt, durch Wahl einer entsprechende untere Spindelstockgehäuse 79 verschwenkbar gela- Form des Nockens 100 beeinflussen. _Rert i_st Aber auch ohne diese verstellbare Steuerung de

FTgVzeigrdeslveiteren eine Anordnung, mit de- 60 Drehzahlverhältnisses wird der Drehung des Wald

rcn Hilfe man über dieses Differentialgetriebe die Werkzeugs 10 relativ zum Werkstück 12 eine DreH

Änderung des Drchzahlverhältnisses zwischen den komponente überlagert, welche durch die Schwenlj

beiden Spindeln 54, 56 steuern kann. Im Prinzip ist bewegung bedingt ist. Diese zusätzliche Drehkompc

hierfür ein Hebel 96 vorgesehen, der bei 97 am Ma- nente kann man durch Wahl bestimmter Getriebi

schincnßcstdl schwenkbar gelagert ist und das obere 65 Übersetzungsverhältnisse der Kegel- und Stirnrad!

sehnte veraahnte Stirnrad 66 auf seiner Keilwelle beeinflussen, welche die obere Spindel 54 mit der ui

wMchicbcn kann. Dieser Hebel 96 läßt sich durch teren Spindel 56 verbinden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Werkstücks einwirkt und sich dann die Gesenkzähne Patentansprüche: von außen nach innen fortschreitend in das Werk stück eindrücken. Dabei wird der Werkstoff in der

1. Maschine zum Walzen von Kegel- oder Hy- Längsrichtung der Zähne verschoben,
poidzahnrädern, mit einem drehbar gelagerten, s Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, die kegel- oder tellerradaitigen, verzahnten Walz- Maschine so auszugestalten, daß während der gesamwerkzeug, das sich unter allmählicher Zustellung ten Zustellbewegung immer die als ideal anzusebis zur gewünschten Zahntiefe auf einem Werk- hende effektive Zustellrichtung senkrecht zur mostück abwälzt, das in einem Werkstückträger ge- mentanen Berührungslinie der aufeinander abrollenhalten ist, wobei die Zustellung mittels eines Vor- io den Kegelmäntel verwirklicht wird, wobei die unerschubantriebes durch eine relative Schwenkbewe- wünschte Verschiebung des Werkstoffs in der Längsgung zwischen Walzwerkzeug und Werkstück um richtung der Zähne unterbleibt.

eine Schwenkachse erfolgt, die rechtwinklig zur Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch geAchse des Walzwerkzeuges und rechtwinklig zur löst, daß als Schwenkachse eine die Achse des WaIz-Achse des Werkstückes verläuft, und mit einem 15 Werkzeuges und die Achse des Werkstückes schnei-Drebantrieb für die Abwälzbewegung, da- dende Achse vorgesehen ist.

durch gekennzeichnet, daß als Mit dieser Maßnahme wird die ideale effektive

Schwenkachse eine die Achse (16) des Walzwerk- Zustellrichtung senkrecht zur momentanen Beriih-

zeuges (10) und die Achse (18) des Werkstückes rungslinie der aufeinander abrollenden Kegelmäntel

(12) schneidende Achse (22) vorgesehen ist. 20 auf einfache Weise verwirklicht. Wegen der Hebel-

2. Maschine nach Anspruch 1 zum Walzen von wirkung bei der Zustellung können erhebliche Ar-Verzahnungen mit unsymmetrischem Zahnprofii, beitskräfte aufgebracht und diese hohen Kräfte \vebei der Walzwerkzeug und Werkstückträger gen des stabilen Aufbaues auch aufgenommen werdurch ein Getriebe gekoppelt sind, dadurch ge- den.

kennzeichnet, daß das Getriebe in an sich be- 25 Dieser stabile Aufbau ist nicht gegeben, wenn die

kannter Weise als Differentialgetriebe ausgebildet Zustellung statt durch eine relative Scbwenkbewe-

ist, das abhängig vom Schwenkvorschub verstell- gung durch eine relative Verschiebung zwischen

bar ist. Walzwerkzeug und Werkstück in deren Achsrichtung

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch ge- erfolgt — was ebenfalls bekannt ist (US-PS kennzeichnet, daß das Differentialgetriebe in an 30 1 240914) —, weil dann Keilwellen zur Übertragung sich bekannter Weise zwei miteinander kam- des Drehmoments auf mindestens eine der Spindeln mende, schräg verzahnte Stirnräder (66, 70) auf- erforderlich sind.

weist, von denen eines axial verschiebbar ist, und An sich ist es nicht mehr neu, bei einer Maschine

daß die Verschiebung des axial verschiebbaren zum Walzen von Kegel- oder Hypoidzahnrädern mit Stirnrades (66 oder 70) mittels eines mechani- 35 einem drehbar gelagerten, kegel- oder tellerradartischen Verstelltriebes (96, 98, 102) erfolgt, der gen verzahnten Walzwerkzeug, das sich unter ailüber einen Nocken (100) steuerbar ist, welcher mählicher Zustellung bis zur gewünschten Zahntiefe die relative Schwenkbewegung um die Achse (22) auf dem Werkstück abwälzt, eine auch relative mitmacht. Schwenkbewegung zwischen Walzwerkzeug und

40 Werkstück um eine Schwenkachse vorzusehen, welche die Achsen von Werkzeug und Werkstück

schneidet (US-PS 1240 916 und 1566 951). Dabei

dient jedoch diese Schwenkbewegung ausschließlich der Einstellung verschiedener Kegelwinkel. Die Zu-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum 45 stellung mittels eines Vorschubantriebes aber erfolgt Walzen von Kegel- oder Hypoidzahnrädern mit dort auf die herkömmliche Art, also entweder in der einem drehbar gelagerten, kegel- oder tellerradarti- oben erläuterten Weise um eine die beiden Spindelgen, verzahnten Walzwerkzeug, das sich unter ali- achsen in erheblichem Abstand kreuzende Schwenkmählicher Zustellung bis /ur gewünschten Zahntiefe achse oder durch axiale Verschiebung der das Geauf einem Werkstück abwälzt, das in einem Werk- 50 senk tragenden Spindel, was die oben erläuterten stückträger gehalten ist, wobei die Zustellung mittels Nachteile hat.

eines Vorschubantriebes durch eine relative Soll die Maschine nach der Erfindung dem Walzen

Schwenkbewegung zwischen Walzwerkzeug und von Verzahnungen mit unsymmetrischem Zahnprofil Werkstück um eine Schwenkachse erfolgt, die recht- dienen und dazu in bekannter Weise (DT-OS winklig zur Achse des Walzwerkzeuges und recht- 55 1 961 762) mit einem das Walzwerkzeug und den winklig zur Achse des Werkstückes verläuft, und mit Werkstückträger koppelnden Differentialgetriebe einem Drehantrieb für die Abwälzbewegung. versehen werden, welches das Verhältnis der Winkel-

Bei einer bekannten Maschine dieser Art (US-PS geschwindigkeiten von Walzwerkzeug und Werk-917) ist als Schwenkachse eine Achse vorgese- stückträger in Abhängigkeit vom Vorschub ändert, hen, die in erheblichen Abständen die Achse des 60 dann wird dieses Getriebe so ausgebildet, daß es ab-Walzwerkzeuges und die Achse des Werkstücks hängig vom Schwenkvorschub verstellbar ist.
kreuzt. Sie verläuft nämlich tangential zu den beiden Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die

äußeren Teilkreisen zweier Kegelzahnkränze, die an beim Walzen von unsymmetrischen Zahnprofilen den Spindeln des Walzwerkzeugs und des Werk- auftretenden Biegebelastungen an den Werkzeugzähstücks befestigt sind und ständig miteinander kam- 65 nen weitgehend vermieden werden können,
men. Die relative Schwenkbewegung um diese Achse Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung dieses

führt dazu, daß zunächst nur das äußere Ende eines Differentialgetriebes besteht darin, daß es ein schräg jeden Gesenkzahnes auf die glatte Kegelfläche des verzahntes Stirnradpaar enthält und daß eines dieser