DE221634C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Beim Abrunden oder Abfasen der Zahnenden von Zahnrädern, wie sie besonders bei Wechselgetrieben usw. benutzt werden, trat . neuerdings an Stelle der Feile der rotierende Fräser, der auf maschinellem Wege dieses Abfasen der an ihm vorübergeführten Zahnenden bewirkte.

Die Erfindung betrifft nun eine derartige Maschine zum Abfasen der Zahnenden, und ίο zwar mittels eines ortsfesten Fräsers, wobei die Zähne bzw. Zahnräder auf einer in achsialer Richtung verschiebbaren Tragspindel angeordnet sind, während eine verstellbare Schraube als Antriebsschnecke unmittelbar in die Zähne des Werkstückes eingreift in der Weise, daß Tragspindel und Schnecke entsprechend den Abmessungen des Werkstückes zueinander beliebig einstellbar sind.

Ausführungsbeispiele dieser Maschine sind in ao den Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι ist eine Seitenansicht der Abkantmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie A-A der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie B-B der Fig. 2, während

Fig. 5 eine Einzeldarstellung der die Bewegung des Zahnes vermittelnden Kurvenscheibe veranschaulicht.

Fig. 6, 7 und 8 lassen die Bewegung eines Zahnes mit Bezug auf den ortsfesten rotierenden Fräser erkennen.

Fig. 9 zeigt in schaubildlicher Darstellung einen fertigen Zahn, während der Fräser in seiner Anfangs- und Endstellung in gestrichelten Linien zu erkennen ist.

Fig. 10 ist eine geänderte Ausführungsform der Kurvenscheibe.

Fig. 11 veranschaulicht einen dieser Ausführungsform entsprechend abgefrästen Zahn in schaubildlicher Darstellung, während

Fig. 12 und 13 eine abgeänderte Ausführungsform der Maschinen erkennen lassen und

Fig. 14 die besondere Einrichtung der Gestellplatte veranschaulicht.

Hiernach wird auf dem Arbeitstisch 1 einer Fräsmaschine, Drehbank 0. dgl. die Grundplatte 2 des die Einrichtung zum Abkanten der Zähne tragenden Gestelles befestigt. In diesem Gestell ist eine hier aufrechtstehende Arbeitsspindel 3 angeordnet, auf welcher das · zu bearbeitende Werkstück oder Zahnrad 4 gelagert wird, dem nunmehr eine Bewegung zur Abwicklung der Arbeitsstelle an dem ortsfesten rotierenden Fräser 5 mitgeteilt werden soll. Diese das Werkstück tragende Säule oder Spindel 3 ist an ihrem oberen Ende mit einem Bund a² versehen, auf den unter Zwischenschaltung von Unterlagsscheiben a^z das Zahnrad aufgesetzt wird, das von einer Mutter a⁵ festgehalten wird.

Auf dem Gestell 2 bzw. dessen höher gelegenen Tischplatte ist ein Schütten 6 verschiebbar angeordnet, der mittels einer Stellschraube 7 festgelegt werden kann und in dem eine Welle 8, die in ihrem mittleren Teile eine

Schnecke 9 trägt, gelagert ist. Die Schnecke 9 wird in Eingriff gebracht mit dem zu bearbei- I tenden Zahnrad 4, welches durch sie wie ein ■ Schraubenrad entsprechend seiner eigenen Teilung in Drehung versetzt wird, so daß ohne Änderungen im Getriebe Räder von verschie-

. dener Größe eingesetzt und sofort bearbeitet werden können. Auf der Welle 8 ist ein Zahnrad 10 verkeilt, das mit dem lose laufenden Zahnrad 11 in Eingriff steht, welches am freien Ende eines Armes 12 gelagert ist, der selbst wieder drehbar auf der Ansatzmuffe 13 des kombinierten Konsollagers 14 gelagert ist. Das Konsollager 14 ist an dem Gestell 2 befestigt.

Die das Werkstück tragende Säule 3 ist in einem Schlitten oder Gleitblock 15 gelagert, der auf Federn 31 ruht, die zwischen ihn und die Bodenplatte des Gestelles 2 eingeschaltet sind. An dem Schlitten 15 ist mittels Schrauben 17 ein Zapfenträger 16 befestigt, der mit seinen Zapfen 18 und 18¹ die Verschiebung des Schlittens und hierdurch eine bestimmte Bewegung des zu bearbeitenden Zahnes mit Bezug auf den Fräser vermittelt. Die Zapfen 18 und 18¹ erhalten ihre Bewegung durch eine Kurvenscheibe 27, in deren Spur sie eingreifen, und zwar in der Weise, daß, je nachdem das obere oder untere Ende der Zähne des Zahnrades bearbeitet werden soll, der Zapfen 18 oder 18¹ mit einer Gleitrolle 19 versehen wird, die auf der Spur der Kurvenscheibe läuft. In der Ansatzbüchse 13 für den Arm 12 ist ein Zapfen 20 gelagert, der ein Zahnrad 21 trägt, auf dessen seitlich verlängerter Nabe 22 die Kurvenscheibe lagert, die mit ihm durch die Schraube . 23 verbunden ist, während gleichzeitig ein konischer Zapfen 26 jede Verschiebung zwischen Kurvenscheibe und Zahnrad verhindert. Das Zahnrad 21 steht in Eingriff mit einem Triebling 24 auf -der Welle 25, die die Riemenscheibe 30 trägt und in dem Konsol 14 gelagert ist. Das Zahnrad 21 steht außerdem in Eingriff mit dem lose gelagerten Zwischenrad 11. Die Drehung des Zahnrades 21 wird somit auf die Kurvenscheibe und deren Spurflächen 28 und 29 übertragen, wobei die Rolle 19 auf der letzteren läuft, wenn sie sich auf dem Zapfen 18¹ befindet.

Wie bereits erwähnt, ruht das Gewicht der Spindel 3 und des Werkstückes mit dem Schlitten auf den Federn 31. Diese drücken die Rolle 19 auf dem Zapfen 18^x gegen die äußere Lauffläche 29 der Kurvenscheibe, wenn der Fräser die oberen Enden der Zähne bearbeitet.

Sollen die unteren Enden oder Kanten abgeschliffen werden, so wird die Rolle 19 auf den unteren Bolzen 18 gesteckt, während die Federn 31 die Rolle nunmehr gegen die innere Lauffläche 28 pressen.

Um eine genaue Einstellung zu ermöglichen und Spiel oder toten Gang im Schneckengetriebe zu vermeiden, wird eines der Lager der Welle 8 mit einer verstellbaren Lagerbüchse 33 · ausgestattet, welche einen mit ihr verbundenen Stellring 34 besitzt.

Infolge seiner Lagerung am freien Ende des verstellbaren Lagerarmes 12 kann das Zahnrad 11 so eingestellt werden, daß es sowohl· in das Hauptrad 21 als auch in das Stirnrad 10 eingreift.

Der Fräser 5 soll ortsfest sein, d. h. lediglich eine Drehbewegung machen. Er kann an der Spindel der Drehbank oder Fräsmaschine o. dgl. angeordnet und in üblicher Weise angetrieben werden.

Die Maschine wirkt wie folgt:

Der Schlitten 6 wird so weit vorgeschoben, bis die Schnecke 9 mit den Zähnen des Werkstückes 4 in Eingriff kommt und dann mittels der Klemmschraube 7 festgestellt. Die Tischplatte ι der Fräs- oder sonstigen Maschine, auf welcher die ganze Einrichtung angeordnet oder befestigt ist, wird dann so weit bewegt, bis der Mittelpunkt des Werkstückes in die senkrechte Achsialebene des Fräsers gelangt, worauf das Werkstück in die richtige Höhe zum Fräser gehoben wird. Die der Riemenscheibe 30 nunmehr mitgeteilte Bewegung überträgt sich durch die Welle 25, den Triebling 24 und die Räder 21, 11 und 10 auf die Schneekenwelle bzw. die Schnecke 9, welche eine langsame Drehung des Werkstückes in Übereinstimmung mit seiner eigenen Zahnteilung veranlaßt. Während dieser Drehung dreht sich gleichzeitig das Zahnrad 21 mit der Kurvenscheibe 27, die dem Schlitten 15 mittels Rolle 19 eine auf und nieder gehende Bewegung erteilt. Die Zahnenden wälzen sich dabei nacheinander an dem Fräser ab. '

Die Kurve der Scheibe bzw. die Spur 29 ist so geformt, daß das obere Ende des zu bearbeitenden oder abzurundenden Zahnes gesenkt wird, während es durch die Schnecke aus der in Fig. 6 gezeichneten, in die durch Fig. 7 veranschaulichte Lage gedreht wird und stets in Berührung mit dem Fräser bleibend, Weiter gesenkt und gedreht wird, bis der Fräser über das Ende des Zahnes hingeht, nachdem die eine Kante abgefast wurde. Nunmehr wird, während der Zahn sich unter dem Einfluß der n₀ Schnecke weiterdreht, die Kurvenscheibe das Heben des Zahnes veranlassen, und der Fräser wird, nachdem er auch die andere Seite abgefast hat, die in Fig. 8 veranschaulichte Lage zum Zahn einnehmen. Die beiden äußersten Stellungen des Fräsers mit Beziehung auf den Zahn sind aus der schaubildlichen Darstellung nach Fig. 9 ersichtlich, ebenso wie die gleichmäßig fortlaufende ununterbrochene Arbeitsfläche am Ende des Zahnes, nachdem derselbe unter dem Einfluß der Kurvenscheibe 27 abgekantet ist.

Da die Schnecke ihre Drehung beibehält, .so j werden neue Zähne dem Fräser zugeführt und in gleicher Weise sich hebend und senkend gewissermaßen an ihm abgerollt, d. h. die Bewegung der Schnecke und der Kurvenscheibe veranlassen, daß sich die Zahnenden an der einen Seite des Fräsers hinab- und unter ihm durchgehend an der anderen hinaufrollen, so daß alle Zähne auf schnellstem Wege selbsttätig an beiden Kanten gleichmäßig, und zwar in einer glatten Arbeitsfläche abgefast werden, ohne daß irgendwelche besondere Wartung er-

. forderlich ist.

Sollen die unteren Enden, von der Darstellung nach Fig. 4 ausgegangen, abgefast werden, so wird die Rolle 19 von dem Zapfen 18^l abgenommen und auf den Zapfen 18 geschoben, worauf sich ein entsprechender Vorgang in Verbindung mit der Kurvenfläche 28 abspielt mit dem Unterschied, daß das Werkstück sich über den Fräser bewegt, statt unter ihm hindurch, wie "es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Zähne werden also an dem Fräser hinaufgeführt, gehen über diesen hinweg und an der Gegenseite wieder herab. Das Ergebnis ist wiederum, daß die Zähne an beiden Seiten vollkommen gleichmäßig in einer nicht aussetzenden ebenen Arbeitsfläche abgefast werden, ohne daß trotz schneller Bearbeitung Kanten oder Stoßstellen usw. entstehen, welche später von Hand abgefeilt werden müßten. Da den Führungskurven verschiedene Formen gegeben werden können, wie die Fig. 5 und 10 veranschaulichen, so kann auch das Abfasen nach verschiedener Form erfolgen.

Die Säule 3 kann durch Unterlagsscheiben in ihrer Höhenlage verstellt oder auch ausgewechselt werden. Ihre Befestigung im Schlitten erfolgt mittels Mutter und Unterlagsscheibe 4⁶.

Die Führungsleiste 40 (Fig. 2) für den Schlitten 15 kann, um etwaigen Abnutzungen Rechnung tragen zu können, nachstellbar eingerichtet sein, während der konische Zapfen 26, wie bereits erwähnt, eine genaue Feststellung der relativen Lage zwischen Triebrad 21 und Kurvenscheibe 27 ermöglicht. Zum Schütze der Bedienung wird ein leicht auswechselbarer Schutzkasten 50 über dem Getriebe angeordnet. Das Auswechseln der Rolle 19 kann in einfachster Weise nach Abnahme der Leiste 40 und des Werkschlittens 15 erfolgen.

Bei der in Fig. 12 bis .14 gezeichneten Abänderung liegt die Arbeitsspindel nicht vertikal, sondern horizontal. Bei dieser Anordnung der Spindel ist es möglich, das Arbeitsstück in verschiedene Winkel mit Bezug auf den rotierenden Fräser einzustellen und somit auch der Abrundungsfläche an den Zähnen jede gewünschte Form zu geben.

In dieser Ausführungsform ist wiederum die Grundplatte 61 des Gestelles 62 auf dem Arbeitstisch 60 einer Fräs- oder sonstigen Maschine befestigt. In dem Gestell lagert die wagerecht liegende Arbeitsspindel 63 in einem von der Kurvenscheibe bewegten Schlitten 64, der durch eine Führungsleiste 65 gehalten wird. Der Fräser 66 wird, wie vorher, an das Werkstück 67 angesetzt, welches in die Treibschnecke 68 eingreift, die über dem Werkstück liegt. Der Antrieb erfolgt von der Riemenscheibe 69 aus. Im übrigen ist die Maschine wie die früher beschriebene bzw. entsprechend eingerichtet, nur daß die Arbeitsspindel wagerecht liegt und der Schneckenschlitten senkrecht verstellbar ist.

Die Grundplatte 61 ist mit gekrümmten Schlitzen 70 versehen (Fig. 14), deren Mittelpunkt in der Mitte der Platte liegt, wodurch ermöglicht wird, die Platte und die ganze von ihr getragene Vorrichtung, die Arbeitsspindel eingeschlossen, auf dem Arbeitstisch 60 zu drehen. Die Ebene des Werkstückes kann also in beliebigem Winkel zu der Achse des Fräsers 66 eingestellt werden. Dadurch wird ermöglicht, die Zähne mehr unter als über dem Teilkreis zu beschneiden, so daß in der Tat der Abfräsung jede gewünschte Flächengestaltung gegeben werden kann.

Es ist ersichtlich, daß bei dieser Abänderung, sofern die Ebene des Arbeitsstückes mit der Fräserachse zusammenfällt oder mit ihr parallel ist, die Kurvenscheibe 27 eine Abfasung 71 erzeugen muß, wie solche in Fig. 9 dargestellt ist, daß aber, bei Verwendung einer Kurvenscheibe 72, wie solche in Fig. 10 angegeben ist, eine Fläche 73 entstehen muß, die aus Fig. 11 ersichtlich ist. Dies trifft natürlich auch für die eingangs beschriebene Ausführungsform zu. Bei der letzteren Ausführungsform wird außer durch die Verwendung dieser Kurvenscheiben eine weitere Änderung der Flächengestaltung der Zähne noch dadurch möglich, daß das Arbeitsstück gedreht wird, bis seine Ebene den gewünschten Winkel mit der Achse des Fräsers bildet. Es ist also mit der letzteren Ausführungsform möglich, nicht nur die gewöhnliche Arbeit zu leisten, sondern auch ohne Auswechselung der Kurvenscheiben neue Flächengestaltungen zu erzeugen.

Bei keiner der beschriebenen Maschinen ist es notwendig, den Fräser oder die Maschine, an der die Hilfsmaschine angeordnet ist, bzw. letztere selbst anzuhalten, wenn das Arbeitsstück ausgewechselt werden soll. Es genügt, den Tisch oder Support, auf dem die Maschine gelagert ist, zu verschieben, das Arbeitsstück abzunehmen, ein anderes aufzulegen und den Tisch langsam wieder zurückzuschieben.

Es ist weiter ■ ersichtlich, daß die Zähne, welche bearbeitet werden sollen, auch auf einer geeigneten Arbeitsspindel befestigt sein können, und es genügt, sie in der beschriebenen

Weise an einem ortsfesten, rotierenden Fräser entlanggleiten zu lassen.

Der verhältnismäßig geringe Umfang der neuen Maschine im Vergleich zu den bisher bekannten schweren Maschinen ergibt eine bedeutende Ersparnis an Raum und Kraft. Die ganze Vorrichtung kann an vorhandene Maschinen in kürzester Zeit als Hilfsmaschine angeschlossen werden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Maschine zum Abrunden oder Abfasen der Zahnenden von Zahnrädern mittels eines ortsfesten Fräsers, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne bzw. Zahnräder auf einer in achsialer Richtung verschiebbaren Tragspindel angeordnet werden, während eine mittels eines Schlittens verstellbare Schraube als Antriebsschnecke unmittelbar in die . Zähne des . Werkstückes eingreift, in der Weise, daß Tragspindel (3). und Schneckenschlitten (6) entsprechend den Abmessungen des Werkstückes zueinander, beliebig einstellbar sind. . .
2. 2. Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1, bei welcher dem in einem Schlitten gelagerten Werkstückträger eine auf und nieder gehende Bewegung durch eine Kurvenscheibe erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückschlitten mit zwei in die Kurvenbahn ragenden, diametral gegenüberstehenden Zapfen versehen ist, von denen zunächst der eine, dann der andere mit einer die Breite der Führungsnut ausfüllenden umsteckbaren Gleitrolle versehen wird, um nacheinander die den beiden Stirnflächen zugekehrten Zahnenden abzufräsen. . .

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.