DE2731793B2 - Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten der Zahnenden an Zahnrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches beschrieben ist, d.h. sie richtet sich auf gerad- und schrägverzahnte Außen- und Innenzahnräder sowie auf Kegelräder und andere verzahnte Körper.

Vorrichtungen zum spanabhebenden Bearbeiten der Zahnkanten von Zahnrädern sind bekannt, es werden hierfür Stirnfräser, sogenannte Glockenfräser oder Fingerfräser ve.vendet. Mit diesen Vorrichtungen konnten bisher nur verzahnte Körper bearbeitet werden, die einen ununterbrochenen Kranz von Zähnen aufweisen. Zwar ist es denkbar, Köner mit mehr oder weniger großen Zahnlücken, also mit mehr oder weniger ausgelassenen Zähnen in der Weise zu bearbeiten, daß die Fräser im Bereich der Lücken gewissermaßen im Freien arbeiten, doch hat das den Nachteil, daß der Grundkörper im Bereich der Lücken mit angefräst wird, da die von den Werkzeugen erzeugte Abschrägung oder Fase im allgemeinen in den Grundkörper, also in den Fußkreis, hineinläuft (Werk statt und Betrieb (1962) H. 3, S. 139 bis 143).

Mit der US-PS 29 93 417 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der an einem schrittweise gedrehten Werkstück zwei verschiedenartige Zahnenden hergestellt werden können, z. B. einen gekürzten Zahn und einen abgedachten Zahn. Dabei wird das Abdachwerkzeug nur dann in Richtung auf den zu bearbeitenden Zahn geführt, wenn sich ein abzudachender Zahn in der Bearbeitungsposition befindet, nicht aber, wenn sich dort ein gekürzter Zahn befindet. Die von der Drehung des Werkstücks abhängige Nockensteuerung für die Werkzeugbewegung erlaubt aber nur eine Bearbeitung von Werkstücken mit abwechselnd aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Zähnen.

Von daher liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Vonrichtung zu schaffen, mit der die Zahnkanten von Zahnrädern, Zahnkränzen u. dgl., die unterschiedlich große Zahnlücken aufweisen, bearbeitet werden können, und zwar so, daß der Grundkörper im Bereich der Zahnlücken und im Bereich des Fußkreises nicht angefräst wird.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Patentanspruches aufweist. Dabei stellt der Steuernocken gewissermaßen ein Modell der zu bearbeitenden Zähnegruppen des Werkstücks und der nicht zu bearbeitenden Bereiche des Werkstücks dar. Somit ist ein vorbestimmbares Aussetzen der hin- und hergehenden Bewegung des Werkzeugs in beliebigen, auch unterschiedlich großen, sich über eine oder mehrere Zahnteilungen des Werkstücks erstreckenden Bereichen und/oder in beliebigen, auch unterschiedlich großen, sich über eine oder mehrere Zahnteilungen des Werkstücks erstreckenden Abständen möglich.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.

ίο Die Erfindung ist anhand der F i g. 1 bis 5 erläutert.

F i g. 1 zeigt als Beispiel ein verzahntes Werkstück, das mit einer Vorrichtung nach der Erfindung bearbeitet ist.

F i g. 2 zeigt als Beispiel eine Maschine, auf der eine Vorrichtung nach der Erfindung angewendet ist.

F i g. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 2.

Fig.4 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 5 zeigt schematisch im Schnitt als Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Werkstück-Spindelnase mit Steuernocken.

Auf einem Maschinengestell 1 ist auf einem hin- und herbewegbar geführten Werkstückschlitten 2 ein Werkstückspindelstock 3 aufgebaut, in dem eine Werkstückspindel 4 drehbar gelagert ist. An dem den Werkzeugen zugewendeten Ende ist die Werkstückspindel mit einer auswechselbaren Spannvorrichtung versehen, in die das Werkstück 6 (Fig. 1), z.B. ein

jo Stirnrad oder ein K.egelrad o. dgl. eingespannt werden kann. Die Werkstückspindel wird für ein Abrunden der Zahnenden mit einem Fingerfräser kontinuierlich gedreht oder sie führt zur Bearbeitung beispielsweise mit Stirnfräser oder einem sogenannten Glockenfräser eine schrittweise Teilungsbewegung aus. Mit dem vorher erwähnten Schlitten kann das Werkstück relativ zum Werkzeug oder zu den Werkzeugen eingestellt werden, d. h. es kann ihm oder ihnen mehr oder weniger genähert werden.

An der Seite des Maschinengestells 1, an der sich das Werkstück 6 befindet, ist an einer vertikalen Wand eine Längsführung 7 für einen horizontal verschiebbaren Unterschlitten 8 vorgesehen. Auf dem Unterschlitten sind zwei Gehäuse 9, 10 horizontal verschiebbar und feststellbar gelagert. Hierfür ist auf dem Unterschlitten eine weitere Führung 11 und Klemmschrauben 12 vorgesehen. In den Gehäusen ist je eine vertikale Rundführung angebracht, die einen zylindrischen Schieber 14 aufnimmt. Der Schieber ist in der Rundführung drehbar und verschiebbar gelagert sowie mit mindestens einer Spannschraube 15 festklemmbar, wozu das Gehäuse in nicht gezeichneter, bekannter Weise geschlitzt sein kann.

Am oberen Ende ist auf dem Schieber ein Kopf 16 vorgesehen, der auf der Oberseite mit einer »schiefen Ebene« 17 versehen ist.

Diese schiefe Ebene ist geneigt zur Längsachse des Schiebers angeordnet. Sie nimmt einen Werkzeugspindelkasten 18, 19 auf, der auf der schiefen Ebene schwenkbar und feststellbar angeordnet ist, wozu unter der schiefen Ebene eine kreisförmige T-Nute 20 vorgesehen ist. Die Befestigung mittels T-Nuten, Nutensteinen und Schrauben ist bekannt und braucht daher nicht beschrieben zu werden.

Λ5 In dem Gehäuse 9 ist ein Stößel 21 parallel zur Achse der Rundführung verschiebbar gelagert, der unter den Kopf 16 greift. Am unteren Ende ist der Stößel mit einer Mutter versehen. In diese Mutter greift eine Vorschub-

spindel ein, die drehbar aber nicht längsverschiebbar im Gehäuse gelagert ist Außen ist die Vorschubspindel mit einem Vierkant 24 o. dgl. versehen, auf den ein Schlüssel o.dgL gesteckt werden kann. Mit dem Stößel kann der Schieber angehoben werden; wird die Vorschubspindel 5 nachgelassen, dann rutscht der Schieber durch eigenes Gewicht nach unten. Mit diesen Mitteln kann die Höhe des Werkzeugspindelkastens eingestellt werden. Die Gehäuse 9,10 sind mit je einer vertikalen Spindelmutter versehen, in die eine Verstellspindel 26 eingreift, mit deren Hilfe das Gehäuse in der oben erwähnten Führung 11 verschoben werden kann, wenn die Klemmschrauben 12 gelöst, sind.

Im Werkzeugspindelkasten ist eine Werkzeugspindel 27 drehbar gelagert. Für den Antrieb der Drehung der Werkzeugspindel ist ein Elektromotor 28 vorgesehen. An dem dem Werkstück zugewendeten Ende ist in der Werkzeugspindel in bekannter Weise das Werkzeug 29, ein Fingerfräser, Glockenfräser od. dgl. eingespannt.

Die Werkzeugspindel ist in einer Pinole 40 gelagert, die in dem Werkzeugspindeikasten 18 bzw. 19 hin- und hergehbar aber nicht drehbar gelagert ist Axial an der Pinole 40 ist eine Platte 41 od. dgl. angeschraubt An diese Platte liegt eine Druckfeder 42 an, die sich andererseits an einem Bund 43 abstützt, welcher am Ende einer Kolbenstange 44 befestigt ist. Am anderen Ende trägt die Kolbenstange einen Kolben 45, der in einem Zylinder 46 dicht geführt ist. Die Dichtungselemente sind, da bekannt, nicht gezeichnet. Der Zylinder bildet eine Einheit mit dem Werkzeugspindeikasten oder ist in diesem montiert. Der Kolben 45 und der Zylinder 46 bilden zwei Zylinderräume 47, 48, die über Leitungen 49, 50 mit Druckmittel, z. B. öl oder Luft od. dgl. beschickt werden können.

Die Platte 41 nimmt mit einem Gewinde eine Druckschraube 51 auf, die mit einer zentrischen Bohrung 52 versehen ist In dieser Bohrung ist ein Lagerkörper 53 zentriert, der in der Pinole längsverschiebbar aber nicht drehbar gelagert ist. In dem Lagerkörper 53 ist eine Rolle drehbar gelagert. Mit dieser Rolle wird die Pinole mittels der Druckfeder 42 oder hydraulisch oder mit einer anderen nachgiebigen Kraft gegen einen Antriebsnocken 31 gedrückt. Dieser ist auswechselbar auf einem Halter 32 aufgeschraubt, der mittels Lager 33 drehbar im Kopf 16 gelagert ist. In dem Schieber ist eine Antriebswelle 34 gelagert, die über eine winkelbewegliche Kupplung 35, z. B. einem Kreuzgelenk oder ein Gleichlaufgelenk, mit dem Halter 32 gekuppelt ist. Die Antriebswelle wird abhängig von der Teilungsbewegung oder Drehbewegung des Werk- so Stücks angetrieben, so daß die Hin- und Herbewegung der Pinole der Werkzeugspindel auf die Teilungsbewegung oder Drehbewegung der Werkstückspindel abgestimmt ist.

Wird die Leitung 50 abgesperrt und damit der « Zylinderraum 48 abgeschlossen oder werden beide Leitungen 49, 50 abgesperrt, dann ist die Kolbenstange mit dem Bund 43 festgelegt. Die Druckfeder 42 stützt sich so an einem Festpunkt ab und drückt über Platte 41, Druckschraube 51, Lagerkörper 53 und Rolle 30 die t>o Pinole 40 gegen den Antriebsnocken 31. Die Pinole folgt der Kontur des sich drehenden Antriebsnockens, so daß die Werkzeugspindel die für das Werkzeug erforderliche hin- und hergehende Längsbewegung ausführt. Wird der Zylindeiraum 47 drucklos gemacht und erhält iv> der Zylinderrüum 48 Druckmittel, dann wandert der Kolben 45 gemäß F i g. 4 wach links. Der Absatz 54 stößt segen die Platte 41 und zieht die Pinole vom Werkstück ab, so daß das Werkstück ausgewechselt werden kann. Dreht man an der Druckschraube 51, so stellt man damk die Pinole 40 bzw. das Werkzeug 29 relativ zum Antriebsnocken und auch relativ zum Werkstück ein.

Stirn- oder Glockenfräser werden in die Werkzeugspindel 27 axial eingespannt, wie in den F i g. 2 und 4 gezeigt ist Wird ein Fingerfräser verwendet, dann wird er mit einem Winkelkopf an der Nase der Werkzeugspindel eingespannt, so daß seine Drehachse rechtwinklig oder in einem anderen geeigneten Winkel zur Achse der Werkzeugspindel gerichtet ist

Die Einstellung der geneigten Lage des Werkzeugspindelkastens und damit des Werkzeugs zur Werkstückspindel erfolgt dadurch, daß der Werkzeugspindeikasten auf der schiefen Ebene 17 gedreht und festgespannt wird und dann der Schieber 14 im Gehäuse so gedreht und festgeklemmt wird, daß das Werkzeug die gewünschte Lage relativ zum Werkstück einnimmt So kann die Werkzeugspindel eine Winkellage einnehmen, wahlweise zwischen der Hoiiro malen bis zu dem Winkel, den die schiefe Ebene maxime' aufweist Mit dem Unterschlitten 8 wird folgender Zweck erfüllt Auf dem Maschinengestell 1 kann neben dem Werkstückschlitten 2 mit dem Werkstückspindelstock 3 ein zweiter Schütte τ mit Spindelstock aufgestellt werden. In F i g. 3 ist das Maschinengestell entsprechend groß gezeichnet aber nicht der zweite Spindelstock mit Schlitten und Schlittenführung. Bei einer solchen Anordnung kann der LJnterschlitten mit den Werkzeugen zwischen den beiden Werkstückspindeln — von hydraulischen Mitteln 36 angetrieben — hin- und herpendeln, wobei an dem jeweils freien Werkstückspindelstock das Werkstück gewechselt wird. Kommt ein derartiges Verfahren an der Maschine nicht in Frage dann kann der Unterschlitten fortfallen.

F i g. 1 zeigt ein Beispiel eines Werkstückes 6, das mit einer Vorrichtung nach der Erfindung bearbeitet wird. Das Werkstück — im Beispiel ein Innenzahnkranz — ist mit einer Anzahl Zähnen 55 versehen, zwischen denen mehr oder weniger große Lücken 56, 57 freigelassen sine. Während die Bearbeitungskanten 58 an den Zahnenden unter den Grundkreis 59 ragen, soll dieser Grundkreis im Bereich der Zahnlücken 56,57 unberührt bleiben. Um das zu erreichen ist folgende Vorrichtung vorgesehen. Der Lagerkörper 53 ist mit einer Längsnut 60 versehen, die auf dem dem Antriebsnocken 31 abgekehrten Ende einen Absatz 61 bildet In dem Werkzeugspindeikasten 18 bzw. 19 ist ein Riegel 62 rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Lagerkörpers 53 längsverschisbbar geführt und zwar so, daß er in die Längsnut 60 eingreifen kann. Am freien Ende ist der Riegel 62 mit einem Riegelkolben 63 versehen, der in einen-. Riegelzylinder 64 dicht geführt ist. Riegelkolben und Riegelzylinder bilden Kammern 65, 66, die über Leitungen 67, 68 mi. Druckmittel, öl oder Lift od.dgi, beschickt werden können. Das Druckmittel in einer der beiden Kammern kann auch durch eine Feder ersetzt sein.

Auf der Werkstückspindel 4 sind auswechselbar soviel Steuernocken 69, 70, wie Werkzeuge bzw, Werkzeugspindeikasten vorgesehen. Die dem jeweiligen Werkzeugspindeikasten zugeordneten Steuernokken wirken mit Abtastrollen 71, 72 zusammen, die zu Schaltern 73 gehören. Die Steuernocken stellen für jedes Werkzeug ein Modell der Zähnegruppen 55 und der Zahnlücken 56,57 dar. Soll an einer der Zahnlücken nicht gearbeitet werden, dann werden die Kammern so beschickt, daß der Rieeel der betreffenden Pinolu in die

Längsnut einfällt. Dadurch wird mit der Druckfeder 42 der Absatz 61 gegen den Riegel 62 gedrückt. Die Pinole kann dem Antriebsnocken nicht folgen, das Werkzeug bleibt von dem Werkstück entfernt. Es folgt erst wieder dem Antriebsnocken, wenn der Steuernocken eine entsprechende Stellung eingenommen hai und der Riegel zurückgezogen ist.

Damit der Antriebsnocken bei einem ungünstigen Einstellen der Vorrichtung den Riegel nicht abbricht, ist für den Riegel nicht eine einfache Bohrung od. dgl. vorgesehen, sondern die besagte Längsnut 60. So kann der Antriebsnocken 31 zwar die Pinole noch weiter von dem Werkstück fortdrücken aL der Absatz 61 mit Riegel 62 verhindern, daß die Pinole dem Antriebsnokken auf das Werkstück hin folgt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum spanabhebenden Bearbeiten der Zahnenden an Zahnrädern, bei der ein in einem Werkstückspindelstock drehbar aufgenommenes Werkstück von mindestens einem in einem Werkzeugspindelkasten eingespannten, sich drehenden Werkzeug in einer relativ zum Werkstück hin- und hergehenden Bewegung bearbeitet wird, wobei für diese Bewegung eine abhängig von oder parallel zu der Werkstückspindel wirkende Antriebseinrichtung vorhanden ist und die hin- und hergehende Bewegung nockengesteuert vorbestimmbar aussetzend erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Nockensteuerung (69, 70) betätigbare Verriegelung der Antriebseinrichtung für die hin- und hergehende Bewegung vorhanden ist.