DE2419963A1

DE2419963A1 - Einstech- oder tauchschabmaschine

Info

Publication number: DE2419963A1
Application number: DE19742419963
Authority: DE
Inventors: Dieter Goerres
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2279504A1; FR2279504B3; GB1445554A; IT1037458B

Description

VOLKSWAGEEWERK Aktiengesellschaft

318 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K ΐβ85
1702-Pt-Gn-Hr

23. 4. %

Einstech- oder Tauchschabmaschine

Die Erfindung "besieht auf eine Einstech- oder Tauchschabmaschine zum Peinbearbeiten von Zahnrädern, bei der sich ein zahnradförmiges Schabrad, dessen Zahnflanken eine Seihe sich vom Zahnkopf zum Zahnfuß erstreckende, mit spanabhebenden Schneiden versehene Hüten besitzen, auf dem zu bearbeitenden Zahnrad mit ELankendruck abwälzt, wobei die Achsen des Schabrades und des zu bearbeitenden Zahnrades um einen Achskreuzwinkel gegeneinander verdreht sind und das zu bearbeitende Zahnrad während des Abwälzens einem Tiefenvorschub unterworfen ist.

Das Zahnradschaben ist eine spanabhebende Schlichtoperation zum Verbessern der Zahnoberfläche und zum Erhöhen der Yerzahnungsqualität. Beim Bear be itungs Vorgang wälzt sich ein aus einem Werkzeug- oder Schnellstahl bestehendes Zahnrad, dessen Zahnflanken mit einer Reihe Schneidkanten bildenden Buten versehen sind und das so. als Werkzeug dient, auf dem zu bearbeitenden Zahnrad spielfrei und mit Flankendruck ab, wobei sich die Achsen der beiden Zahnräder-kreuzen. Es ist in der Serienfertigung allgemein eingeführt* Die von der Vorverzahnung

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herrührenden Bearbeitungsspuren, Welligkeiten und' Unebenheiten werden durch das Schaben beseitigt. Durch diese Erhöhung der Verzahnungsqualität und der Oberflächengüte wird die Belastbarkeit der Zahnräder gesteigert und das Geräuschverhalten wesentlich verbessert.

Das als Werkzeug dienende Schabrad bildet mit dem zu bearbeitenden Zahnrad eine Art Schraubenwälzgetriebe, bei dem sich die Relativbewegung der beiden aufeinander einwirkenden Zahnflanken aus einer Wälzbewegung in Richtung der Zahnhöhe und einer Schraubbewegung in Richtung der Zahnlänge zusammensetzt. Da die Schneidkanten der an den Zahnflanken vorgesehenen Nuten im allgemeinen in den Rotationsebenen angeordnet sind, ist die Wälzbewegung in Richtung der Zahnhöhe für den eigentlichen Schabvorgang wirkungslos. Durch die in Richtung der Zahnlänge erfolgende Schraubbewegung, die ein reines Gleiten (Schraubgleiten) darstellt, werden dagegen vom Zahnrad Späne abgenommen. Da der Weg des Schraubgleitens bei der Verwendung üblicher Schabräder häufig nicht ausreicht, um das Zahnrad einwandfrei zu bearbeiten, wird noch eine zusätzliche Vorschubbewegung eingeleitet, welche z. B. parallel, diagonal oder auch quer zur Werkstückachse gerichtet sein kann. Bei einem weiteren bekannten Zahnradschabverfahren (Buch "HDRTH ZAHHRADSGHABEIi", Karl Hurth, Maschinen- und Zahnradfabrik, München, 19&4, insbesondere Seiten 126 - 130, Seiten 134 - 137, Seiten 208/209, Seiten 213/214) ist kein Längsvorschub, sondern ein Tiefenvorschub vorgesehen. Hierbei wird das zu bearbeitende Zahnrad aus einem Anfangsachsabstand durch eine radial gerichtete Vorschubbewegung in die Verzahnung des Schabrades eingetaucht bis es den Pertigachsabstand erreicht hat. Von diesem Zahnradschabverfahren, welches als Einstech- oder Tauchschaben bezeichnet wird, geht die Erfindung aus.

Die bekannten Zahnradschabmaschinen arbeiten unabhängig vom jeweiligen Arbeitsverfahren nach folgendem Prinzip:

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Das Schabrad befindet sich während des Arbeitstaktes jeweils mit einem einzigen zu bearbeitenden Zahnrad im Eingriff, wobei die Abwälzbewegung normalerweise in freier Mitnahme durch die Verzahnung von Zahnrad und Schabrad vor sich geht, so daß nur entweder das Schabrad oder das zu bearbeitende Zahnrad angetrieben wird. Üblicherweise wird dabei das Schabrad angetrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einstech- oder Tauchschabmaschine der eingangs genannten Art derartig auszubilden, daß ihre Schableistung wesentlich erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schabrad während des Arbeitstaktes gleichzeitig/mindestens zwei zu bearbeitenden Zahnrädern im Eingriff ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einstech- oder Tauchschabmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß zwei zu bearbeitende Zahnräder entlang dem Umfang des Schabrades um weniger als 180° gegeneinander versetzt angeordnet und während des Arbeitstaktes gleichzeitig jeweils einer auf das Schabrad zuführenden Vorschubbewegung unterworfen sind, welche in Richtung zweier gleicher, paralleler Sekanten (sekantial) des Schabrades verlaufen. Vorzugsweise sind die beiden Zahnräder dabei um 90° gegeneinander versetzt angeordnet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung einer solchen Schabmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte zwischen den beiden Zahnrädern ein zu bearbeitendes drittes Zahnrad angeordnet ist, welches einer parallel zum Vorschub der beiden Zahnräder verlaufenden, radialen Vorschubbewegung unterworfen ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einstech- oder Tauchschabmaschine zeichnet sicV> dadurch aus, daß die η zu bearbeitenden Zahnräder entlang dem Umfang des Schabrades

jeweils um J56O° gegeneinander versetzt angeordnet sind und η

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während des Arbeitstaktes jeweils einer radial auf die Schabradachse zuführenden Vorschubbewegung unterworfen sind.

Anhand einiger Ausführungsbeispiele werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Figuren la, 1b ^ _{die Seiten}__{} die Drauf}_ ^_{d die Haup}t_

1133.0. ι C

ansicht eines Schabrades mit zwei bzw. drei im Eingriff befindlichen Zahnrädern und

Figur 2 die schematische Draufsicht auf ein

Schabrad mit drei gleichmäßig entlang seinem Umfang verteilten Zahnrädern.

In den Figuren sind lediglich die wichtigsten Teile der Einstechoder Tauchschabmaschine, nämlich das Schabrad einerseits und die zu bearbeitenden Zahnräder andererseits, schematisch dargestellt, weil der Aufbau der erfindungsgemäßen Schabmaschine im übrigen mit dem Aufbau der bekannten Schabmaschinen praktisch übereinstimmt.

Die Figuren 1a - 1c lassen erkennen, daß sich das Schabrad 1 während des Arbeitstaktes, d. h. während der Zeit, in der die zu bearbeitenden Zahnräder einer spanabhebenden Bearbeitung unterworfen sind, gleichzeitig mit zwei Zahnrädern, Zahnrad 2 und Zahnrad 5, im Eingriff befindet. Die Seiten-, Drauf- und Hauptansicht zeigen deutlich, daß die Achse des Schabrades 1 einerseits und die Drehachsen der beiden Zahnräder 2 und 3 andererseits nicht parallel zueinander liegen, sondern schräg zueinander angeordnet sind. Der Winkel, den die Achse des Schabrades und die Achsen der Zahnräder jeweils miteinander bilden,werden als Achskreuzwinkel bezeichnet. Die Größe dieses Achskreuzwinkels ist jeweils durch die Schräge der Stirnverzahnung des

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Schabrades einerseits und der Zahnräder andererseits bestimmt. Im Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 1a und 1b angedeutet, daß sowohl das Schabrad 1 als auch die Zahnräder 2 und 3 eine Schrägverzahnung besitzen. Abweichend davon ist es jedoch auch möglich, entweder das Schabrad oder die Zahnräder mit einer Geradverzahnung zu versehen. Entsprechend würde sich der Achskreuzwinkel ändern. In Figur 1b ist strichliert angedeutet, daß das Schabrad 1 durch einen Antriebsmotor 18 angetrieben wird, so daß es sich in der mit 16 bezeichneten Richtung mit einer durch den Antriebsmotor 18 bestimmten Drehzahl dreht. Erfindungsgemäß sind gleichzeitig die beiden Zahnräder 2 und 3 mit dem Schabrad 1 im Eingriff. Diese beiden Zahnräder 2 und 3 sind im Ausführungsbeispiel entlang dem umfang des Schabrades 1 um etwa 90° gegeneinander versetzt angeordnet. Während des Arbeitstaktes werden sie gleichzeitig jeweils einer auf das Schabrad 1 zuführenden Vorschubbewegung 11 und 12 unterworfen. Die Richtung des Torschubes der beiden Zahnräder 2 und 3 ist so gewählt, daß die beiden Zahnräder 2 und 3 parallel zueinander und im gleichen Abstand zu einer Schabrad-Mittellinie verschoben werden. Die Vorschubbewegungen 11 und 12 verlaufen demzufolge in Richtung zweier gleicher, paralleler Sekanten 13 iind 14 des Schabrades 1.

Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß die beiden Zahnräder 2und 3 gemeinsam und in der gleichen Richtung vorgeschoben werden, so daß die erforderliche Vorschubbewegung mit Hilfe eines einzigen gemeinsamen Schlittens durchgeführt werden kann. Der Mehraufwand im Vergleich zu herkömmlichen Schabmaschinen ist somit nur gering, weil der ohnehin vorhandene Schlitten lediglich zxc Aufnahme entsprechend angeordneter Zahnradaufnahmen vorbereitet werden muß. In Figur 1c ist strichliert angedeutet, daß die Vorschubbewegung 11 und 12 der beiden Zahnräder 2 und 3 mit Hilfe eines ihnen gemeinsamen Schlittens 21 durchgeführt wird. Der Schlitten 21 ist mit Hilfe einer Antriebsmaschine 19 und eines; zwischengeschalteten Getriebes 20 verschiebbar. Über diesen Schlitten 21 werden die beiden Zähnräder Z und 3 mit dea Schakrad

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ORIGINAL iNSj?£GTED

1 in Eingriff gebracht. Während des Arbeitstaktes drehen sie sich demzufolge, angetrieben durch das Schabrad 1, in der mit 17 bezeichneten Richtung. Nach Beendigung des Schabvorganges wird der Schlitten 21 und damit die Zahnräder 2 und 3 wieder abgesenkt bzw. vom Schabrad 1 gelöst. Nachdem die nunmehr bearbeiteten Zahnräder durch noch nicht bearbeitete Zahnräder ersetzt sind, kann ein neuer .Arbeitstakt beginnen.

In den Figuren 1a - 1c ist eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Schabmaschine angedeutet. In der Mitte zwischen den beiden Zahnrädern 2 und 3 kann erfindungsgemäß ein zu bearbeitendes drittes Zahnrad"4 angeordnet werden, welches einer parallel zum Torschub der beiden Zahnräder 2 und 3 verlaufenden, radialen Vorschubbewegung 15 unterworfen wird. Diese Vorschubbewegung 15 verläuft parallel zu den Torschubbewegungen 11 und 12 der beiden übrigen Zahnräder 2 und 3· Die Anordnung des zusätzlichen Zahnrades 4 entspricht im Grunde genommen der Anordnung der bekannten Tauchschabmaschinen.Wegen der übereinstimmenden Torschubrichtung kann auch dieses dritte Zahnrad mittels eines gemeinsamen Schlittens 21 vorgeschoben werden. Es liegt auf der Hand, daß die drei Zahnräder dabei so angeordnet sein müssen, daß für alle drei Zahnräder die für die einwandfreie Bearbeitung erforderliche Einstechtiefe erreicht wird.

In den Figuren 1a - 1c sind die beiden Zahnräder 2 und 3 etwa um 90° gegeneinander versetzt. Diese Anordnung ist optimal. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, andere Winkel zu wählen. Je nach den. räumlichen Gegebenheiten der TauGhschabmaschine wäre es möglich, diese "beiden Zahnräder näher zusammen oder weiter auseinander anzuordnen. Der äußerste Grenzwert wäre, unter Berücksichtigung des erforderlichen Rollenmaßes, eine Versetzung um 180°. Abschließend sei darauf hingewiesen, daß in Figur 1b der Achskreuzwinkel zwischen dem Schabrad 1 und dem dritten Zahnrad 4 ait ^""* eingezeiofenet ist.

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In Figur 2 ist schematisch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Das Schabrad 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel während des Arbeitstaktes gleichzeitig mit drei zu bearibeitenden Zahnrädern 5» 6 und 7 i™· Eingriff. Die einzelnen Zahnräder sind in Bezug auf das Schabrad wiederum schrägtesteilt. Da diese Schrägstellung im Prinzip übereinstimmt mit den in den Figuren 1 a bis 1c gezeigten Verhältnissen,ist. auf eine besondere Drauf- und Seitenansicht verzichtet worden. Man erkennt, daß die drei Zahnräder 5» 6 und 7 gleichmäßig entlang dem Umfang des Schabrades 1 verteilt sind. Sie sind demzufolge gegeneinander um jeweils 120° versetzt. Während des Arbeitstaktes sind diese drei Zahnräder 5, und 7 gleichzeitig jeweils einer radial auf das Schabrad 1 zuführenden Vorschubbewegung 8, 9 "uekL 10 unterworfen. Diese Anordnung hat den wesentlichen Vorteil, daß die während des Arbeitstaktes radial auf das Schabrad einwirkenden Kräfte sich gegenseitig aufheben. Es ist einleuchtend, daß dieser Vorteil nicht nur dann erzielt wird, wenn drei Zahnräder gleichzeitig bearbeitet werden, sondern auch dann, wenn eine beliebig andere Zahl von Zahnrädern gleichzeitig geschabijwerden. Entscheidend ist dabei lediglich, daß diese n-Zahnräder gegeneinander um jeweils —^ versetzt angeordnet sind.

Sowohl die in den Figuren 1a - 1c als auch die in Figur 2 schematisch dargestellte Einstech- oder Tauchschabmaschine besitzt den Vorteil, daß pro Arbeitstakt erheblich mehr Zahnräder bearbeitet werden können, als es mit den bekannten Schabmaschinen möglich ist. Die in den Figuren 1a - 1c gezeigte Maschine besitzt den Vorteil, daß zur Ausführung der benötigten Vorschubbewegungen für die zwei oder drei Zahnräder nur ein einziger, gemeinsamer Vorschub-Schlitten erfoderlich ist. Demgegenüber zeichnet sich die in Figur 2 dargestellte Schabmaschine dadurch aus, daß die Belastung des Schabrades 1 durch die vorbeschlagene Verteilung der η-Zahnräder entlang dem Umfang des Schabrades herabgesetzt wird.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. ^ Einstech- oder Tauehschabmasehine zum Feinbearbeiten von

Zahnrädern, "bei der sich ein zahnradförmiges Schabrad, dessen ZaTmflanken eine Reihe sich vom Zahnkopf zum Zahnfuß erstreckende, mit spanabhebenden Schneiden versehene Muten besitzen, auf dem zu bearbeitenden Zahnrad mit 3?lankendruck abwälzt, wobei die Achsen des Schabrades und des zu bearbeitenden Zahnrades um einen Achskreuzwinkel gegeneinander verdreht sind und das zu bearbeitende Zahnrad während des Abwälzens einem Tiefenvorschub unterworfen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schabrad (1) während des Arbeitstaktes gleichzeitig mit mindestens zwei zu bearbeitenden Zahnrädern (2, 3> 4, 5, 6, 7) im Eingriff ist.

2. Einstech- oder Tauehsehabmas chine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zu bearbeitende Zahnräder (2, 3) entlang dem umfang des Schabrades (1) um weniger als 180° gegeneinander versetzt angeordnet und während des Arbeitstaktes gleichzeitig jeweils einer auf das Schabrad (i) zuführenden Vorschubbewegung (11, 12) unterworfen sind, welche in Richtung zweier f.· gleicher, paralleler Sekanten (1J, 14) (sekantial) des Schabrades (1) verlaufen.

3i Einsteeh- oder Tauchschabmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnräder (2,3) im 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind,

4. Einsteeh- oder Tauchschabmaschine nach Anspruch 2 oder 3j dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte zwischen den beiden Zahnrrädern (2, 3) ein zu bearbeitendes drittes Zahnrad (4) angeordnet ist, welches einer parallel zum Torschub der beiden Zahnräder (2, 3) verlaufenden, radialen Vorschubbewegung (15) unterworfen ist.

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5. Einstech- oder Tauehschalimaschine nach den Ansprüchen 2 - 4j dadurch, gekennzeichnet, daß die zu "bearbeitenden Zahnräder (2, 3» 4) auf einem gemeinsamen, die Vorschubbewegung (11,12, 15) durchführenden Schlitten (21) angeordnet sind.

6. Einstech- oder Tauchschabmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die η zu bearbeitenden Zahnräder (5»6,7) entlang dem umfang des Schatrades (i) um jeweils 56O⁰ gegeneinander versetzt angeordnet und während des Arüeitstaktes gleichzeitig jeweils einer radial auf das Schabrad

(1) zuführenden Torschufrbewegung (8,9 >10) unt erworfen sind.

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