DE2406325C2 - Vorrichtung zum Abschrägen der in Achsrichtung gelegenen Kanten der Zähne von Zahnrädern durch Stoßen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung dei dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegenden Art.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 47 578 bekannt, bei der bekannten Vorrichtung trägt der Werkzeugträger nur ein einzelnes Stoßwerkzeug für einen einzelnen Zahn des Zahnrades. Das Werkzeug wird lediglich linear vorgeschoben, während die für die Abschrägung erforderliche Querkomponente durch eine entsprechende Drehung des Zahnrades erbracht wird.

Zwei Nachteile haften der bekannten Vorrichtung an. Einerseits müssen zur Erzielung des Schrägschnittes zwei verschiedenartige Bewegungen an weit auseinandergelegenen Stellen miteinander mechanisch gekoppelt werden: Der Antrieb der den Nocken für den Axialvorschub tragenden Welle und der Drehantrieb des Zahnrades. Durch das unvermeidliche Spiel bei einer solchen Übertragung sind Ungenauigkeiten nicht auszuschließen. Der zweite Nachteil liegt in der geringen Arbeitsgeschwindigkeit, die durch das Vorhandensein nur einer Schneide zustandekommt, die jeweils an einem einzelnen Zahn des Zahnrades angreift.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der dem Oberbegriff entsprechenden Art so auszugestalten, daß sie schneller und präziser arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 wiedergegeben.

Sie umfaßt zwei Merkmale, von denen das erste die Form des Werkzeugs betrifft und die Zahl der Schneiden entsprechend der Zähnezahl des Zahnrades vervielfacht Das zweite Merkmal verlegt die Erzeugung der Bewegungskombination zur Erzielung des Schrägschnitts ganz an den Werkzeugträger (in Gestalt der schrägstehenden Zapfenführung), so dali Ungenauigkeiten infolge mehrfachen Spiels eliminiert sind. Gleichzeitig ergibt sich auch noch eine Vereinfachung, weil das Zahnrad auf dem Arbeitstisch feststehend angeordnet werden kann.

Die bevorzugte Ausführungsform der Zapfenführung ist in Anspruch 2 wiedergegeben.

Der Verdrehwinkel während eines Hubs kann hierbei

auf einfache Weise durch die Maßnahme nach Anspruch 3 eingestellt werden. Besonders voneilhaft ist hierbei, daß die Verstellung von außen, d. h. von einem feststehenden Teil aus erfolgen kann.

Das Merkmal des Anspruchs 4 gibt eine Ausführungsform der Geradführung wieder, bei der auf einfache Weise die Drehung des Werkzeugträgers während seines Längsvorschubs aufgenommen werden kann.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 1 zeigt drei Ausführungsformen von Zahnrädern, welche mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kantengeschrägt werden können;
Fig.2 läßt ein linksseitiges und ein rechtsseitiges Schneidwerkzeug erkennen;

Fig.3 ist eine Teilansicht eines Zahnrades, die die Abschrägung der in Achsrichtung gelegenen Kanten der Zähne erkennen läßt;

F i g. 4 zeigt eine Teilansicht eines linksseitigen bzw. rechtsseitigen Schneidwerkzeugs kurz vor dem Angriff an den abzuschrägenden Zähnen;

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gesamtvorrichtung;

F i g. 6 ist eine Teilansicht nach der Linie 6-6 in F i g. 5; F i g. 7 ist eine Teilansicht nach der Linie 7-7 in F i g. 5; F i g. 8 ist eine Teilansicht nach der Linie 8-8 in F i g. 5; Fig.9 zeigt eine Ansicht eines Schneidwerkzeugs,

teilweise aufgebrochen, im Angriff an einem Zahnrad.

Das Zahnrad 20 in F i g. 1 ist ein Stirnrad mit Außenverzahnung, das Zahnrad 22 ein Stirnrad mit Innenverzahnung und das Zahnrad 24 ein Stirnrad mit Schraubenverzahnung. Der Einfachheit halber ist in den späteren Figuren stets ein als Stirnrad mit Außenverzahnung ausgebildetes Zahnrad wiedergegeben. Der Arbeitsgang auf der Vorrichtung ist jedoch ohne Rücksicht auf die Art des Zahnrades der gleiche.

Einige Teile der Gesamtvorrichtung kommen für die

beiden Bearbeitungseinrichtungen in doppelter, im wesentlichen identischer Ausführung vor. Diese Teile sind durch die Hinzufügung von a und b unterschieden.

Fig.2 zeigt ein linksseitiges Schneidwerkzeug 26a

und ein rechtsseitiges Schneidwerkzeug 266. Die Schneidwerkzeuge 26a, 266 sind identisch bis auf die Richtung der Schneidzähne. Jedes Schneidwerkzeug

umfaßt eine zylindrische Wandung 28 mit einem Boden

30 mit einer Öffnung 32, mittels deren die Festlegung

des Schneidwerkzeugs an der Antriebsspindel erfolgt.

An die zylindrische Wandung 28 schließt sich in ArbeitsrichtuRg nach unten ein konischer Wandungsteil

34 an, an welchem die Schneidzähne 36 gebildet sind.

Die Schneidzähne 36 liegen in einer Ringfläche, welche

die Achse des Schneidwerkzeuges 26a, 266 zur Mitte

hat, und weisen eine Radialbemessung auf, welche der entsprechenden Bemessung der Zähne 38 gleich ist, welche geschrägt werden sollen.

In F i g, 3 ist ein Teil eines als Stirnrad ausgebildeten Zahnrades 20 mit Zähnen 38 gezeigt, welche abgeschrägte Flächen 40 aufweisen. Jeder Zahn besitzt zwei einander entgegengesetzt abgeschrägte Flächen 40a und 40/3.

Bei dem in ? i g. 4 wiedergegebenen Zusammenhang sind die Schneidzähne 36a in der Stellung zur Bildung der abgeschrägten Flächen 40a gezeigt, die Schneidzähne 366 in der Stellung zur Bildung der abgeschrägten Flächen 406.

Gemäß Fig.5 sind die Schneidwerkzeuge 26a und 266 an den unteren Enden von Werkzeugträgern 42 bzw. 42a und 426 in Zuordnung zu den Zahnrädern 20 vorgesehen, die auf Zahnradträgern 44 angebracht sind. Bei dem gezeigten Beispiel sind drei Zahnradträger 44 vorgesehen, welche sich auf einem schrittweise um einen bestimmten Winkelbetrag weiterdrehbaren Arbeitstisch 46 befinden. Auf zweien der Zahnradträger 44 sind die Zahnräder 20 zum Bearbeiten aufgespannt, während der dritte Zahnradträger 44c der Bedienungsperson zum Beschicken oder Abnehmen zugewandt ist.

Der Arbeitstisch 46 ist um eine vertikale Achse 48 in einem Lagerkörper 50 im Uhrzeigersinn drehbar, wie durch den Pfeil 52 angedeutet. Die Drehung des Arbeitstisches 46 erfolgt über einen Riemen 54, der um eine Riemenscheibe 56 auf dem Lagerkörper 50 und eine andere Riemenscheibe 58 geschlungen ist, weiche von einer Stellvorrichtung 60 angetrieben wird, mittelf deren der Arbeitstisch schrittweise um einen Winkelbetrag so weit drehbar ist, daß die Zahnräder 20 mit den Schneidwerkzeugen 26a, 26bzum Fluchten kommen.

Die Stellvorrichtung 60 umfaßt ein Eingangs-Kegelrad 62, welches mit einem Kegelrad 64 auf einer Antriebswelle 66 in Eingriff steht, welche wiederum von dem gemeinsamen Antriebsmotor 68 der Gesamtvorrichtung angetrieben wird.

Der Arbeitstisch 46 ist auch zur Bewegung in vertikaler Richtung eingerichtet, um die Zahnräder nach oben in eine Stellung vorzuschieben, in der die Schneidwerkzeuge 26a, 266 an ihnen angreifen können. Der Lagerkörper 50 ist im Gehäuse der Gesamtvorrichtung vertikal beweglich gelagert. Die vertikale Bewegung wird mit Hilfe einer Nockenscheibe 70 erzeugt, welche am unteren Ende des Lagerkörpers 50 angreift. Die Nockenscheibe 70 wird durch die Antriebswelle 66 über eine Stellvorrichtung 72 angetrieben, die für eine Drehung der Nockenscheibe 70 um den gewünschten Betrag und in den gewünschten Perioden entsprechend den durchzuführenden Arbeitsgängen sorgt.

In F i g. 5 ist das feststehende Gehäuse der Gesamtvorrichtung mit 7«) bzw. 74a bzw. 746 bezeichnet. Das Gehäuse 74 dient als gemeinsamer Träger für die Teile der Vorrichtung.

Der Antriebsmotor 68 umfaßt eine weitere Ausgangswelle 76, auf der eine Riemenscheibe 78 vorgesehen ist, die über einen Riemen 80 und eine weitere Riemenscheibe 82 auf eine Welle 84 wirkt, an der sich eine Kurbel 86 befindet. An der Kurbel 86 ist ein Lenker 88 angebracht, welcher mit einem Kugelschieber 90 verbunden ist. Letzterer ist in dem Gehäuse 74 vertikal verschiebbar gelagert, wie es durch den Pfeil 92 angedeutet ist.

An dem KurbelschieV.r 90 sind zwei Arme 94a, 946 um einander parallele Achsen 96a, 966 schwenkbar angebracht. Die unteren Enden der Arme 94a. 946 tragen Kugelgelenkte 98s, 986, welche an radialen Zapfen IOO3, 1006 an den Werkzeugträgern 42a, 426 angebracht sind, Von den gegenüberliegenden Seiten der Werkzeugträger 42a, 426 laden Zapfen 102a, 1026 aus, die gewünschtenfalls Verlängerungen der Zapfen 100a, 1006 sein können.

Gemäß Fig.6 ist an jedem Zapfen 102 eine Zapfenführung 104 vorgesehen, die eine auf dem Zapfen 102 gelagerte Rolle 106 umfaßt, die in einer Nut einer Geradführung 108 gleitet, welche gegenüber der Horizontalen in verschiedene Winkellagen gebracht werden kann, um die Tiefe und den Winkel des Abschrägvorgangs zu steuern.

Gemäß Fig,7 erfolgt die Winkelbewegung der Geradführung 108 um eine Achse, welche nichtnotwendigerweise mit der Achse des Zapfens 102 bzw. der Rolle 106 zusammenfällt, weil die Rolle 106 sich längs der Nut der Geradführung 108 bewegen kann. Diese Bewegung ist in F i g. 7 durch die strichpunktierte Linie und die gestrichelte Linie 110 angemutet

Die verschiedenen Winkeilagen de: Zapfenführung werden durch die Betätigung des Griffknopfes 112 eingestellt, der an einer Scheibe 114 angebracht ist, welche an der Geradführung befestigt ist. Durch entsprechende Verdrehung des Griffknopfes und der Scheibe 114 wird die Geradführung in eine vorbestimmte Winkelstellung gebracht, wie in F i g. 7 angedeutet ist Die Scheibe 114 wei.U Anzeigemarkierungen 116 auf, die mit einem Zeiger 118 zusammenwirken, der am Gehäuse der Gesamtvorrichtung zur Anzeige der Winkellage der Geradführung 108 angebracht ist

Die Rollen 106 lassen einen bestimmten Grad allseitiger Beweglichkeit in den Geradführungen 108 zu, während der Werkzeugträger vertikal auf und nieder geht sowie entsprechend der Schrägstellung der Geradführung 108 hin- und hergeschwenkt wird. Die Arme 94 dienen der Erzeugung beider Bewegungen. Die Werkzeugträger sind in dem Gehäuse 74 gelagert, wie es bei 74a, 746 angedeutet ist, und können sich vertikal bewegung und um die vertikalen Achsen 110a und 1106 in der in F i g. 5 angedeuteten Weise verdrehen.

Die vertikale Wechselbewegung der Werkzeugträger 42 wird durch die vertikale Wechselbewegung des Kurbelschiebers 90 im Sinne des Pfeiles 92 erzeugt. Fig.5 zeigt den Kurbelschieber 90 in einer Zwischenstellung, in welcher die Schneidwerkzeuge 26 von den Zahnrädern 20 abgehoben sind. Der wiedergegebene Abstand entspricht nicht notwendigerweise den wirklichen Verhältnissen.

Die Werkzeugträger 42 sind an den schrägstehenden Geradführungen 104 geführt. Beim Anheben der Werkzeugträger 42 durch die Arme 94a, 946 erfolgt zwangsläufig eine Drehung der Werkzeugträger 42 um die Achsen HOa und 1106. Der Betrag der Drehung hängt von der eingestellten Schrägstellung der Geradführungen 108 ab.

Beim Absenken des Kurbelschiebers 90 werden die Werkzeugträger 42 abgesenkt und ebenfalls verschwenkt. Bei dieser Bewegung wird an den Zahnrädern 20 ein Bearbeitunsschritt vollführt, indem die Zähne 3Sa des sich gemäß F i g. 5 im Uhrzeigersinn drehenden Schneidwerkzeugs 26a an den Zahnradzähnen 38 im Sinne der Schrägflächen 40a angreifen und die Zähne 366 des sich entgegengesetzt drehenden Schneidwerkzeugs 266 an den Zähnen 38 des anderen Zahnrades 20 im Sinne der Schrägflächen 406 angreifen. Der gesamte Abschrägungsvorgang erfolgt durch mehrere hintereinanderfoleende Schnitte.

Während der Auf- und Abbewegung des Schneidwerkzeugs im Sinne des Pfeiles 92 wird der Arbeitstisch 46 durch die Nockenscheibe 70 nach oben bewegt. Diese Bewegung erfolgt über eine vorbestimmte Strecke bzw. über eine vorbestimmte Zeitspanne, während der die Schneidwerkzeuge 26 ihre Abschrägarbeit ausführen. Die Größe des Hubes des Arbeitstisches 46 und damit der Zahnräder 20 ist in F i g. 9 durch den Zwischenraum zwischen den strichpunktierten Linien 132 angedeutet. Der Hub der Schneidwerkzeuge 26 ist durch den Abstand zwischen den strichpunktierten Linien 134 angedeutet. Beide Abstände sind gegenüber den tatsächlichen Hüben in F i g. 9 sehr übertrieben dargestellt.

Der Antrieb erfolgt beispielsweise mit zweihundertfünfzig Hüben der Schneidwerkzeuge 26 je Minute. Die Abschrägarbeit ist in annähernd sechzig Hüben durchgeführt. Daraus ergibt sich, daß das Abschrägen der Zähne eines Zahnrades in einer Richtung weniger als 'Λ Minute erfordert.

Nach der Fertigstellung einer Abschrägung werden die Schneidwerkzeuge 26 aus der Schneidstellung gehoben und dreht sich der Arbeitstisch 46, um die Zahnradträger in die nächste Bearbeitungsposition zu bringen und die Zähne des betreffenden Zahnrads andersseitig abzuschrägen. Da das Abschrägen an zwei Zahnrädern gleichzeitig erfolgt, entfällt auf jedes Zahnrad ''U Minute plus der erforderlichen Schaltzeit des Arbeitstisches 46.

Der Hub der Schneidwerkzeuge 26 liegt bei ungefähr 1,25 cm. Der Hub des Arbeitstisches 46 bzw. des Zahnrades 20 beläuft sich auf ungefähr 0.31 cm. Er ist durch die Exzentrizität der Nockenscheibe 70 bestimmt. Da sich bei der Auf- und Abbewegung der Werkzeugträger 42 diese drehen und die Arme 94 somit in verschiedenen Höhenlagen der Werkzeugträger 42 verschiedene Winkelstellungen einnehmen, ist der von den Schneiden 36a, 36f> zurückgelegte Winkel nicht über

ίο den gesamten Hub der Schneidwerkzeuge 26 konstant.

Die Geradführungen 108 können verstellt werden, um

eine Änderung des Winkels der abgeschrägten Flächen 40,7. 40i) zwischen 0^c und 45" zu erzielen. Eine Anpassung kann durch Änderung der Schrägstellung der Geradführungen 108 erfolgen, d.h. es ist nicht notwendig, besondere Schneidwerkzeuge für verschiedene Winkel zum Abschrägen eines gegebenen Zahnrades 20 einzusetzen.

Dadurch daß die Winkel der abgeschrägten Flächen 40a bzw. 40i> separat eingestellt werden können, können die beiden abgeschrägten Flächen 40a, 4Oi) auch unterschiedliche Winkel aufweisen, wie es manchmal erwünscht ist, beispielsweise im Falle von Schraubenverzahnungen.

Die abgeschrägten Flächen 40a, 406 fallen bei allen Zähnen de^ Zahnrades 20 gleich aus, während bei dem bisherigen Verfahren die Zähne einzeln abgeschrägt wurden und Ungleichmäßigkeitcn vorkommen konnten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abschrägen der in Achsrichtung gelegenen Kanten der Zähne von Zahnrädern durch Stoßen, mit einem Arbeitstisch, auf welchem mindestens ein Zahnradträger angeordnet ist, auf den ein Zahnrad mit senkrecht zum Arbeitstisch angeordneter Achse aufspannbar ist, mit einem über dem Arbeitstisch angeordneten, in einer dazu senkrechten Achse mittels eines rotierenden Hubantriebs bewegbaren Werkzeugträger, der an seinem unteren Ende ein Stoßwerkzeug trägt, wobei der Zahnradträger und das Stoßwerkzeug eine Relativbewegung gegeneinander ausführen, die sowohl einen Vorschub in Richtung der Zahnradachse als auch eine Drehung um die Zahnradachse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßwerkzeug (26) eine der Zähnezahl des Zahnrades (20, 22, 24) entsprechende Anzahl von in einer Ringfläche gelegenen Schneidezähnen (36) aufweist und an dem Werkzeugträger (42) eine zu seiner Bewegungsachse schrägstehende Zapfenführung (104; 106, 108) angreift, die dem Werkzeugträger (42) bei seiner Bewegung längs der Achse (110) gleichzeitig eine Drehung erteilt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenführung (104; 106,108) eine gehäusefeste Geradführung (108) und einen am Werkzeugträger (42) festen, an der Geradführung (108) geführten Zapfen (106) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradfüb-ung (108) in ihrer Winkellage einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruc'¹ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradführung (108) eine Nut umfaßt und der Zapfen (106) in die Nut allseitig beweglich eingreifL