DE2814676A1

DE2814676A1 - Vorrichtung zum honen von zahnraedern

Info

Publication number: DE2814676A1
Application number: DE19782814676
Authority: DE
Inventors: Manfred Erhardt; Josef Lohrer; Herbert Loos
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1978-04-05
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1979-10-18
Also published as: DE2814676C2; FR2421707A1; GB2018178A; IT1203233B; IT7948571A0; FR2421707B3; GB2018178B; JPS54134895A

Description

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Vorrichtung zum Honen von Zahnrädern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist.

Es ist bekannt, Zahnräder dadurch feinzubearbeiten, daß man das Werkstück auf einem zahnradförmigen Werkzeug abwälzen läßt. Hierfür gibt es verschiedene Verfahren.

So ist es üblich ein Zahnrad aus Werkzeugstahl, dessen Zahnflanken mit Nuten versehen sind, auf einem Werkstück abwälzen zu lassen, wobei sich die Achsen von Werkstück und Werkzeug im Abstand kreuzen. Dieses Verfahren, das Zahnradschaben genannt wird, hat den Nachteil, daß nur ungehärtete Räder bearbeitet werden können.

Es ist auch bekannt, in ähnlicher Weise ein zahnradförmiges Schleifwerkzeug zu verwenden. Hiermit können gehärtete Räder bearbeitet werden. Da aber beim Abwälzen die Gleitgeschwindigkeiten am Kopf und Fuß der Verzahnung größer sind als im Bereich des Wälzkreises, ist die Abtragung entsprechend ungleichmäßig, so daß das Zahnprofil bei der Bearbeitung verfälscht wird. Aus diesem Grunde hat sich dieses Verfahren zum Verbessern der Verzahnungsqualität in der Praxis nicht durchsetzen können.

Von daher liegt der Erfindung als Aufgabe ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung hierfür zum Feinbearbeiten von gehärteten Zahnrädern zugrunde, wobei ein genaues Flankenprofil am Werk-

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stückzahn erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die dii- Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Gegenüber dem Zahnradschabcii hat die Erfindung den Vorteil, daß nach dem Härten gearbeitet werden kann. Gegenüber dem Abwälz- oder Formschleifen hat sie den Vorteil einer schnelleren und daher für eine Massenfertigung geeigneteren Arbeitsgeschwindigkeit. Gegenüber den Verfahren unter Verwendung von zahnradförmigen Werkzeugen mit einer schleifenden Arbeitsfläche oder bei Benutzung von Läpppaste od. dgl. hat sie den Vorteil der besseren Profiltreue. Da bei der Erfindung alle Werkstückzähne gleichzeitig bearbeitet werden, und zwar im wesentlichen bei einer relativen Axialbewegung, fallen alle Probleme fort, die in dem Deutschen Patent 970 027 bzw. dem US-Patent 3 l80 227 beschrieben sind. Auch können mit der Erfindung Fehler der Vorverzahnung beseitigt oder mindestens gemildert werden, die den vorgenannten bekannten Abwälzverfahren mit Werkzeugzahnrädern nicht oder nur schwer zugänglich sind, das sind Rundlauffehler, Taumelfehler und Teilungsabweichungen. Ebenso tritt bei der Erfindung nicht ein Verwinden der Werkstückzähne in Längsrichtung auf. Die beim Zahnradschleifen lästige sogenannte Weichhaut und der Schleifbrand wird bei der Erfindung vermieden und die Einsatztiefe kann wie beim Zahnradschaben kleiner ausgelegt werden als bei den bekannten Schieifverfahren.

Die wechselweise Anlage der Werkzeugzahnflanken rechts bzw. lira s an die Werkstückzahnflanken hat erhebliche Vorteile,

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insbesondere wegen der einfacheren Möglichkeit der Wahl und des Nächstellens der Werkstück-Zahndicke.

Für das wechselweise Nachstellen bieten sich vorschiedrni* Möglichkeiten an, so insbesondere eine Vorrichtung nach An.-pnurh 2. Eine weitere Vorrichtung wird weiter unten beschriebe;,.

Zum Bearbeiten von schrägverzahnten Werkstücken kann die Erfindung nach Anspruch 3 auszugestalten sein- Wenn es sich nicht um eine sogenannte Einzweckvorrichtung handelt, ist die Führungsvorrichtung einstellbar auszubilden für Zahnräder mit einem Schrägungswinkel von Null bis einem Maximum. Da sich Werkzeug und Werkstück gegenseitig führen, ist eine Führungsvorrichtung nach Anspruch 3 nur für hohe Qualitätsansprüche an die Werkstückverzahnung erforderlich. Für die Vorrichtung zum Abziehen des Werkzeugs ist eine solche Führungsvorrichtung für die meisten Fälle zu empfehlen. Damit die Spanabnahme gesteuert werden kann, kann die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs k weitergebildet werden. Der Anlagedruck kann mit mechanischen Mitteln, z.B. Spindel, Spindelmutter, mit hydraulischen oder pneumatischen Mitteln, z.B. Kolben, Zylinder, oder mit elektrischen Mitteln, z.B. Elektromagnet, ausgeübt werden.

Damit die Werkzeuge schnell ausgewechselt werden können, kann die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 weitergebildet werden. Ein dann gegenwärtig nicht zur Arbeit herangezogenes Werkzeug kann dann in der Zeit des Arbeitsprozesses abgezogen werden, so daß hierfür keine zusätzliche Zeit benötigt wird.

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Sind hohe Anforderungen an die Genauigkeit des Abrichtvorganges gestellt, so sind die Merkmale des Anspruchs 6 zu empfehlen.

Für die oben bereits erwähnte Zeitersparnis beim Abrichten kann die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 weitergebildet werden.

Von großem Vorteil kann ein Werkzeug für die Vorrichtung nach der Erfindung sein, das die Merkmale des Anspruchs 8 aufweist. So kann ein solches Werkzeug dazu verwendet werden, um mit einer einfachen Axialbewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück eine wechselweise Anlage der Rechts- und Linksflanken zu erreichen. Zu diesem Zweck kann das Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 versehen sein.

Zur Erhöhung der Arbeitsqualität und auch der Arbeitsgeschwindigkeit sowie zum Erzielen eines Schrupp-Schlicht-Effektes kann das Werkzeug nach Anspruch 8 auch mit den Merkmalen des Ans < ichs 9 ausgestaltet sein.

E ι r. »«sondere Einrichtung an der Vorrichtung oder Maschine erübrigt sich, wenn das Werkzeug erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 10 ausgestattet ist.

Um das Auffädeln des Werkzeugs auf das Werkstück zu erleichtern, kann die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 ausgestaltet werden. Dem Auffädeln ist im Sinne der Erfindung ^-ns Einfädeln bei der Bearbeitung von Innenzahnrädern äquivalent. Andererseits kann auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 12 zweckdienlich sein.
Zum Zwecke der Vereinfachung der Vorrichtung und Verkürzen

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des gesamten Arbeitsvorganges kann eine Ausgestaltung di-r Erfindung nach Anspruch 13 vorteilhaft sein.

Um einen automatischen Arbeitsablauf zu gewährleisten ist die Vorrichtung nach der Erfindung vorteilhafterweise mit den Merkmalen der Ansprüche l4 bis 17 einzeln oder gemeinsam weiterzubilden. Dabei ist die genannte Nockenplatte, die mit einstellbaren Nocken und Schaltern kombiniert ist, nur ein Beispiel. Selbstverständlich können auch alle anderen bekannten und geeigneten Programmträger, z.B. Steuerwalze, Magnetbänder u.a. mit den entsprechenden Steuermitteln erfindungsgemäß verwendet werden.

Wird der Arbeitsraum gespült oder gekühlt, so ist eine Ausgestaltung mit den Merkmalen des Anspruches l8 vorteilhaft. Diese Vorrichtung dient auch zum Reinigen des Arbeitsraumes. Die Pilotzahnräder nach den Ansprüchen 11 bis 13 kommen zur optimalen Wirkung in Kombination mit den Merkmalen des Anspruchs 19» weil diese Merkmale der Betriebssicherheit beim automatischen Arbeitsablauf dienlich sind.

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

Die Erfindung ist anhand der Figuren 1 bis l4 erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch ein Honwerkzeug nach der Erfindung im Zusammenwirken mit einem Werkstück.

Fi,. 2 zeigt schematisch die Seitenansicht einer Maschine nach der Erfindung, wobei das Werkzeug im Schnitt dargestellt ist.

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Fig. 3 zeigt die Maschine nach Fig. 2 von oben.

Fig. ^t zeigt die Maschine nach Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.

Fig. 5 ^eigt schematisch eine Zuführungsvorrichtung für die Werkstücke bzw. das Abziehwerkzeug.

Fig. 6 zeigt als Detail und in vergrößertem Maßstab eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 3.

Fig. 7 zeigt als Detail und in vergrößertem Maßstab eine Schablone mit Aufnehmer.

Fig. 8 zeigt schematisch die Draufsicht auf eine Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung mit einem Revolverkopf als Werkzeugträger.

Fig. 9 zeigt eine Verschraubeinrichtung zum zwangsweisen Verdrehen des Werkstücks relativ zum Werkzeug oder des Abziehwerkzeugs relativ zum Honwerkzeug.

Fig.10 zeigt eine Leitvorrichtung zum Verschrauben des Werkzeugs in einer Form zum Erzeugen einer balligen Verzahnung.

Fig.11 zeigt ein Honwerkzeug mit zwei verschiedenen Honkörpern.

Fig.12 zeigt ein Honwerkzeug nach Fig. 11 mit seitlich versetzten Zähnen (Ausschnitt mit jeweils nur einem Zahn).

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Fig.13 zeigt ein Honwerkzeug mit davor angeordnetem Pilotzahnrad (gilt auch als Beispiel für ein Werkstückzahnrad mit Pilotzahnrad und ein Pilotzahnrad als Abziehwerkzeug) .

Fig.I^ zeigt ein Beispiel für eine gesteuerte Veränderung der Kraft in Umfangsrichtung (Anlagedruck) während der Bearbeitungszeit.

Fiji;. 1 zeigt schematisch ein Verfahren zum erfindungsgemaßen Bearbeiten eines außenverzahnten Werkstücks 2 mit einem innenverzahnten Werkzeug 1. Das Werkzeug besteht aus einem Ring 3» vorzugsweise aus Metall, in dem ein innenverzahnter Honkörper k fest angeordnet ist. Die Verzahnung des Honkörpers entspricht der Verzahnung des Werkstücks. Im Beispiel der Fig. 1 ist das Werkstück ein Zahnradblock, der aus drei Zahnrädern 5» 6, 7 besteht. Das Werkstück ist in einem in Fig. 1 nicht gezeichneten Werkstückhalter mittels eines Mitnehmers 8 und einer Körnerspitze 9 auswechselbar aufgenommen. Das Werkzeug wird von einem in Fig. 1 ebenfalls nicht gezeichneten Werkzeugträger mit nicht gezeichneten Mitteln gehalten. Mit Hilfe des besagten Werkzeugträgers, der verschiebbar und dafür antreibbar gelagert ist, kann das Werkzeug von einer strichpunktiert gezeichneten zurückgezogenen Lage 10, in der sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug ausgewechselt werden können, in eine Arbeitsstellung 1 geschoben werden, die ausgezogen gezeichnet ist. Das Verschieben in die besagten Stellungen und zurück ist mit den Pfeilen 11, 12 schematisch dargestellt. In

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der Arbeitsstellung führt das Werkzeug relativ zum Werkstück eine oszillierende Axialbewegung aus, die mit dem Doppelpfeil 13 schematisch dargestellt ist. Während dieser Axialbewegung werden die Zahnflanken des Werkstücks von den Zahnflanken des Honkörpers bearbeitet und zwar bei jeder Teilbewegung, hin oder zurück, jeweils eine Seite aller Zähne im wesentlichen gleichzeitig. Für diese Einflankenanlage ist eine Relativbewegung (Doppelpfeil lA) in Umfangsrichtung erforderlich.

Bei schrägverzahnten Werkstücken genügt meistens die Axialbewegung für die Einflankenanlage, wenn das Werkstück in Umfangsrichtung abgebremst wird. Dann liegt beim axialen Hinweg die eine Flanke, z.B. Linksflanke, an und beim Rückweg die andere Flanke, z.B. Rechteflanke. Bei geradverzahnten Werkstücken ist ein Antrieb für die hin- und hergehende relative Bewegung in Umfangsrichtung erforderlich, für dessen Übertragung der Mitnehmer 8 dient.

Während das Zahnrad 5 gemäß Fig. 1 von links her bearbeitet wird, werden die beiden anderen Zahnräder 6 und 7 mit entsprechenden Honwerkzeugen auf anderen Bearbeitungsstationen von rechts her (relativ gemeint) bearbeitet.

Das Beispiel zeigt die Bearbeitung eines außenverzahnten Werkstücks mit einem innenverzahnten Honwerkzeug. Auf entsprechende Weise kann auch ein Innenzahnkranz mit einem außenverzahnten Honwerkzeug bearbeitet werden. Der außenverzahnte Honkörper (entsprechend k) ist dann auf einen metallischen Kern aufgebracht.

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Die Figuren 2 bis 7 zeigen eine Vorrichtung bzw. Maschine zum erfindungsgemäßen Honen von Zahnrädern. Auf einem Maschinengestell lf> sind zwei Reitstöcke l6, 17 in einer Führung i8 verschiebbar und mittels T-Nuten 19 und entsprechenden Schrauben festspannbar angeordnet. Diese Reitstöcke dienen als Werkstückhalter. In den Reitstöcken sind mittels Pinolen 20, 21 jeweils eine Reitstockspitze 22 und ein Mitnehmer 23 verschiebbar und dafür antreibbar gelagert. Mit diesen Mitteln ist die beschriebene Werkstück-Aufnahmevorrichtung für verschiedene Werkstücke 2 einstellbar und die Werkstücke können zum Austausch ein- und ausgespannt werden.

Das Werkzeug 1 ist in einen Werkzeugschlitten 2k auswechselbar, nicht drehbar eingespannt. Zur Befestigung ist der Ring (3 in Fig. l) mit einem Flansch 25 versehen. Der Werkzeugschlitten ist auf Rundführungen 26 mittels Kugeln 27 parallel zur Achse des Werkstücks, bzw. parallel zur von den Elementen 22, 23 gebildeten Werkstückspindel, verschiebbar gelagert. Der Vorschub der beschriebenen Werkzeug-Aufnahraevorrichtung ist mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung 28 antreibbar, die auch der osziliierenden Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles 13 dienen kann. Für diese oszillierende Bewegung kann auch ein besonderer Antrieb vorgesehen sein. Die Antriebsvorrichtung kann von einem nicht gezeichneten hydraulischen oder pneumatischen Kolben gebildet werden der in einem Zylinder 29 dicht geführt ist. Die Antriebsvorrichtung kann auch ein anderes bekanntes Mittel, z.B. ein Elektromotor und eine Vorschubspindel oder Kurbel sein.

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An dem Werkzeugschlitten ist ein Datenträger befestigt, der im Beispiel eine Nockenplatte 30 ist, auf der Nocken 31 versetzbar befestigt sind. Die Nocken werden von einem Schalter 32 abgegriffen. Mit der beschriebenen Steuer- bzw. Schalteinrichtung können Steuer- bzw. Schaltimpulse für Arbeitsvorgänge gegeben werden, die vom Vorschubweg des Werkzeugschlittens abhängen.

Die verschiebbare Pinole 21 eines der beiden Reitstöcke ist auf der dem Werkstück abgewendeten Seite so verlängert, daß diese Verlängerung 33 aus dem Reitstock herausragt. Auf der Verlängerung sitzt relativ zu ihr nicht verdrehbar und relativ zum Reitstock nicht verschiebbar eine Nabe $k, die mit einem Mitnehmer 35 versehen ist. An dem Mitnehmer greifen mittels Kolbenstangen 36, 37 zwei Kolben 38, 39 an, die in Zylindern 40, kl dicht geführt sind. Die Kolben können hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden. Mit der beschriebenen Vorrichtung können auf die Pinole und über den Mitnehmer auf das Werkstück Umfangskräfte ausgeübt werden, die gewährleisten, daß sich die Flanken der Zähne des Werkstückes wechselweise an die entsprechenden Flanken der Zähne des Werkzeugs anlegen. Bearbeitet das Werkzeug ein schrägverzahntes Werkstück, dann genügt es, von den Kolben 38, 39 eine Bremskraft in Umfangsrichtung auf die Pinole bzw. das Werkstück auszuüben, die natürlich auch mit anderen Mitteln ausgeführt werden kann, z.B. durch Federn statt der hydraulischen Kolben oder durch ein?'¹ schlossene Luft hinter den Kolben oder durch eine Reibungsbremse oder durch andere geeignete bekannte Mittel, die zweckmäßigerweise steuerbar sind.

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Ist das Werkstück geradverzahnt, dann sind die Kolben 38, 39 wechselweise hydraulisch oder pneumatisch zu beaufschlagen, damit eine Relativbewegung in Umfangsrichtung (Doppelpfeil l4 in Fig. 1) ausgeübt wird und so die erfindungsgemäße Einflankenanlage gewährleistet wird.

Es kann zweckmäßig sein, den Druck der Flanken aufeinander während des Vorschubweges des Werkzeugschlittens zu verändern, z.B. um eine Balligkeit in Richtung der Zahnlänge zu erwirken. Zur diesbezüglichen Steuerung dient eine auswechselbare Schablone 42 (Fig. 7)1 die auf einen hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Aufnehmer 43 einwirkt. Der Aufnehmer tastet die Kontur der Schablone ab, die der gewünschten Druckveränderun,centsprechend geformt ist und gibt dieses Signal an die Kolben 38, 39 weiter. Es kann auch für jeden der Kolben ein aus Schablone und Aufnehmer gebildetes Paar vorgesehen sein, so daß auf jede Zahnseite verschiedene Drücke ausgeübt werden können.

Es kann auch erwünscht sein, den Anlagedruck der Flanken von Hub zu Hub od. dgl. zu ändern, z-.B. für ein Schrupp-Schlicht-Verfahren, dann kann der Druck hinter den Kolben 381 39 von Hub zu Hub od. dgl. geändert werden, z.B. mittels eines von der Anzahl der Hübe des Werkzeugschlittens gesteuerten Zählwerkes oder zeitabhängig oder in einer anderen geeigneten Weise.

Damit der Werkzeugschlitten 24 nur einen so großen hin- und hergehenden Hub auszuführen braucht, wie das Werkstück es erfordert, aber andererseits der Werkzeugschlitten auf die Lage

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des Werkstücks auf der Maschine eingestellt werden kann, sind die Rundführungen 26 auf einem Bock 44 angeordnet, der in einer Führung 45 auf dem Maschinengestell 15 1ängsverschiebbar und mit Hilfe von T-Nuten 19a und entsprechenden Schrauben festspannbar ist.

Zum Zuführen der Werkstücke ist eine bekannte Zuführvorrichtung 47 (Fig. 5) neben der Maschine vorgesehen. Sie besteht beispielsweise aus einer Säule 48 auf der ein Kopf 49 drehbar und dafür antreibbar gelagert ist. Der Kopf trägt zwei Arme 50, deren Länge teleskopartig veränderbar ist. Am Ende der beiden Arme ist je ein Greifer 51 vorgesehen. Mit dieser Zuführungsvorrichtung werden die unbearbeiteten Werkstücke einem Transportband entnommen und dem Arbeitsraum der Maschine (zwischen der Spitze 22 und dem Mitnehmer 23) zugeführt und die bearbeiteten Werkstücke der Maschine entnommen und dem Transportband oder -Kette zugeführt.

Zum Abziehen (Abrichten) des Honwerkzeugs kann ein Zahnrad dienen, das dem Werkstück in der gewünschten Form entspricht. Das Abrichtwerkzeug besteht aus einem metallischen verzahnten Grundkörper, auf dessen Zahnflanken eine Diamantkörnung aufgebracht ist, z.B. galvanisch. Wenn das Werkzeug abgezogen werden soll, wird der Maschine statt eines Rohteiles das Abrichtwerkzeug zugeführt und dort eingespannt. Die Maschine arbeitet dann im wesentlichen so, als ob ein Zahnrad gehont wird, mit dem Unterschied, daß jetzt das Abrichtwerkzeug das Werkzeug bearbeitet und dabei regeneriert.

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Fig. 8 zeigt eine Maschine mit einem Revolverkopf als Werkzeugträger. Statt eines drehbaren Werkzeugträgers (Revolverkopf) kann auch ein verschiebbarer Werkzeugträger vorgesehen sein. Auf dem Maschinengestell ist ein Reitstock 52 angeordnet, in dem das Werkstück 53 auswechselbar eingespannt werden kann. Eine Vorrichtung zur relativen Bewegung in Umfangsrichtung ist angedeutet und mit 52a bezeichnet (vergl. Fig. 3)· Auf Führungen ^k ist ein Werkzeugschlitten 55 verschiebbar angeordnet. Der Antrieb für den Werkzeugschlitten ist im Maschinengestell untergebracht und durch den Werkzeugschlitten in Fig. 8 verdeckt. Auf dem Werkzeugschlitten ist ein um eine vertikale Achse schwenkbarer Revolverkopf 56 vorgesehen, der mit vier Stationen A, B, C, D Werkzeuge 57/l, 57/2, 57/3 und 57/^ auswechselbar trägt. An der dem Werkstück abgewendeten Seite des Revolverkopfes ist auf einer Führung 58 ein Abziehschlitten 59 verschiebbar angeordnet. Die Antriebsvorrichtung hierfür ist im Maschinengestell untergebracht und von dem ALz:!."".!.schlitten verdeckt. Der Abziehschlitten enthält eine Vorrichtung 60 zum Querverstellen des Abziehwerkzeugs 6l in Umfangsrichtung. Auf diese Vorrichtung wird unten nochmals eingegangen werden.

Das Honwerkzeug 57/1 auf der Station A bearbeitet das Werkstück 53 indem der Schlitten 55 zum Reitstock 52 hin verschoben wird. Mit der Vorrichtung 52a wird für die erfindungsgeniäße Einflankenanlage gesorgt. Auf der Station C wird das Werkzeug 57/3 abgezogen, indem der Werkzeugschlitten 55 zum Abziehwerkzeug 6l hin verschoben wird (dann kann der Antrieb

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für das Verschieben des Abziehschlittens entfallen), während dieser Zeit kann das Werkstück 53 gewechselt werden. Während der Bearbeitung kann aber auch der Abziehschlitten dem Werkzeugschlitten nachlaufen, so daß während der Bearbeitung abgezogen wird. Im Beispiel ist die Station B eine Leerstation. Auf der Station D kann das Werkzeug nach einer Anzahl von Abziehvorgängen gegen ein neues Werkzeug ausgewechselt werden.

Von Fig. 8 kann auch ein ganz anderer Arbeitsvorgang abgeleitet werden. Dabei ist 53 ein außen- oder innenverzahntes Honwerkzeug. Mit 57/1, 57/2, 57/3 sind in diesem Beispiel Werkstücke bezeichnet; 57/^ ist ein Abziehwerkzeug. Auf Station A werden die Werkstücke bearbeitet oder das Werkzeug mit dem Abziehwerkzeug abgerichtet. Station B kann eine weitere Bearbeitungsstation sein, z.B. für eine weitere Feinbearbeitung oder zum Entgraten oder eine andere Bearbeitung. Auf Station C wird das Werkstück gewechselt. Fig. 8 ist lediglich ein Beispiel. Die Maschine kann auch jede andere geeignete Form einer Mehrstationenmaschine sein auf dem Prinzip der Rundtischmaschine oder einer Maschine, Maschinengruppe, Maschinenstraße mit längsverschiebbaren Werkzeug- und/oder Werkstückträgern.

Es kann zweckmäßig sein, insbesondere bei einer Schrägverzahnung des Werkstücks die relative Bewegung in Umfangsrichtung (Doppelpfeil lA in Fig. l) zwangsläufig zu steuern. Das kann insbesondere wichtig sein beim Abziehen des Honwerkzeugs.

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Die Verschraubeinrichtung sei am Beispiel einer Abziehvorrichtung Fig. 9 beschrieben, die mit der Maschine zum Honen von Zahnrädern kombiniert sein kann.

Ein schrägverzahntes Honwerkzeug 62 ist in einem Futter 63 eingespannt. Das schrägverzahnte Abziehwerkzeug 6Ί wird auswechselbar von einer Spindel 65 aufgenommen, die mittels Lagerböcken 66 auf einem Längsschlitten 67 gelagert ist. Der Längsschlitten ist auf einer Führung 68 parallel zur Achse von Spindel und Honwerkzeug verschiebbar gelagert und mit einem geeigneten bekannten Vorschubantrieb 69 antreibbar. Auf dem Längsschlitten ist ein Querschlitten 70 rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Längsschlittens verschieblich gelagert. Zwischen den Lagerböcken 66 ist auf der Spindel 65 auswechselbar ein RoIlbogon 71 befestigt, dessen Radius dem Teilkreisradius des Honwerki'.ouges bzw. Abziehwerkzeuges entspricht. Auf dem Rollbogen sind Rollbänder 72, 73 befestigt, deren freies Ende jeweils am Querschlitten befestigt ist. Der Querschlitten ist mit einem Ausleger lh. versehen, der an seinem freien Ende einen Taster 75 trägt. Am Maschinengestell 76, das die oben erwähnte Führung 68 trägt, ist mittels einer Konsole 77 eine Leitvorrichtung 78 schwenkbar und feststellbar gelagert. Die Leitvorrichtung ist mit einem Schlitz 79 versehen in den der Taster 75 hineinragt. Zum Arbeiten wird der Schlitz auf den Schrägungswinkel der Verzahnung eingestellt, der an dem Kreis des Honwerkzeuges vorhanden ist, welcher dem Radius des RoIlbogens entspricht. Während des axialen Vorschubs des Längsschlittens wird mit der beschriebenen Vorrichtung das Abzieh-

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werzeug 6k so verschraubt, daß seine Verzahnung genau dem für das Honwerkzeug gewünschten Schrägungswinkel folgt.

Mit einer Modifizierung der Vorrichtung ist es auch möglich, eine Längsballigkeit an der Verzahnung zu erzeugen. Zu diesem Zweck werden die abzutastenden Wände 80, 8l (Fig. 10) des Schlitzes der gewünschten Balligkeit entsprechend geformt. Fig. 10 zeigt ein Beispiel für die Erzeugung einer konvexen Längsballigkeit an einer Werkstückverzahnung. Wird die Krümmung in dem Schlitz (Fig. 10) statt konvex konkav ausgeführt, dann wird eine konkave Längsballigkeit für ein Honwerkzeug erzeugt. Es sind auch Mittel bekannt, die Schablone einstellbar auszubilden mit elastischen Leisten und Einstellschrauben. Am Längsschlitten ist ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 82 befestigt, in dem in bekannter Weise ein doppelwirkender Kolben (nicht gezeichnet) geführt ist, der mit einer Kolbenstange 83 am Querschlitten 70 angreift. Durch wechselweises Beaufschlagen des doppelwirkenden Kolbens kann der Taster wahlweise an die Wände des Schlitzes angelegt werden. Die Vorrichtung wirkt dann wie eine Kopiervorrichtung.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Verschraubeinrichtung beschränkt. Die Leitvorrichtung 78 kann beispielsweise ganz fortfallen und der Querschlitten 70 mittels eines Antriebs 82 abhängig vom Weg des Längsschlittens 67 über einen Rechner gesteuert werden.

Eine Verschraubeinrichtung wie oben beschrieben wurde, kann auch zweckmäßig sein beim Zusammenwirken des Honwerkzeugs mit

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dem Werkstück. Dann würde die Verschraubeinrichtung bei kO, kl in Fig. 3 oder bei 52a in Fig. 8 angeordnet sein.

Fig. 11 zeigt ein Honwerkzeug in dessen Ring 3 zwei Honkörper axial nebeneinander angeordnet sind. Das kann aus mehreren Gründen zweckmäßig sein. Zunächst können die beiden Honkörper Bk, 85 Körnungen verschiedener Größe (Rauhigkeit) aufweisen, so daß eine Art Schrupp-Schlicht-Effekt erwirkt wird. Es können natürlich auch mehr als zwei Honkörper auf diese Weise vorgesehen sein.

Es können die Honkörper vorzugsweise mit gleichen Körnungen versehen und dabei die Zähne Bk¹, 85' in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sein und zwar so, daß die Gesamtzahndicke 86 der gewünschten Zahndicke des Honwerkzeugs entspricht. Mit einem solchen Honwerkzeug kann ausschließlich mit einer oszillierenden Axialbewegung (13 in Fig. l) gearbeitet werden ohne die Bewegung in Umfangsrichtung (l*t in Fig. l), weil von jedem der beiden Honkörper jeweils nur entweder die Links- bzw. die Rechtsflanke der Zähne anliegt.

Fig. 13 zeigt einen Schutz gegen das Beschädigen der Zähne beim Einfädeln des Honwerkzeugs in die Verzahnung des Werkstücks oder umgekehrt. Das Beispiel wird anhand eines außenverzahnten Honwerkzeugs 88 demonstriert. In modifizierter Weise kann das Prinzip auch auf ein innenverzahntes Werkzeug angewendet werden. Fig. 13 gilt auch für Werkstücke, wenn das Honwerkzeug in der Darstellung durch ein Werkstück aus-

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gewechselt wird. Auch kann solch eine Vorrichtung für das Einfädeln des Abziehwerkzeuges nützlich sein.

Auf dem Dorn 89 der das Honwerkzeug aufnimmt ist auf der dem Werkstück zugewendeten Seite verschieblich ein Pilotzahnrad gelagert. Zur Verdrehsicherung dient eine Paßfeder 91 oder ein anderes geeignetes Element. Die Verzahnungen des Honwerkzeugs und des Pilotzahnrades sind im wesentlichen gleich (die des Pilotzahnrades zweckmäßigerweise etwas kleiner) und fluchten in Richtung der Zahnschräge bzw. des Einfädelvorgangs. Die Paßfeder 91 oder das entsprechende Element ist so angeordnet, daß sich bei einer Schrägverzahnung das Pilotzahnrad in Richtung der Zahnschräge verschrauben kann. Das Pilotzahnrad wird durch eine Druckfeder 92 in Richtung auf das Werkstück hin gedrückt. Mittels eines Topfes 93 und einer Stange 9^ oder mit anderen passenden Elementen steht das Pilotzahnrad mit einer Schalteinrichtung 95 in Verbindung, die beispielsweise den Antrieb für die Drehbewegung lA beeinflußt. Stößt beim Einfädeln des Werkzeugs die Verzahnung des Pilotzahnrades gegen die Verzahnung des Werkstücks, dann weicht das Pilotzahnrad nach hinten aus, betätigt den Antrieb für die Bewegung in Umfangsrichtung (lk) und sorgt so, daß die Verzahnung des Honkörpers ungehindert in die des Werkstücks gleiten kann (Pfeil ll). Wenn das Werkstück der Vorrichtung bereits in Umfangsrichtung positioniert zugeführt wird, kann das Pilotzahnrad entfallen.

Zur Bearbeitung von längsballigen Zähnen kann das Honwerkzeug langer ausgeführt sein als das Werkstück, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Werden dabei die Zähne des Honkörpers k in bekann-

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ter Weise konkav ballig (in Längsrichtung) ausgeführt, dann ergeben sich bei der Bearbeitung die gewünschten längsballigen Zähne.

Bei der Bearbeitung mit gleicher Kraft in Umfangsrichtung ergeben sich, unter Umständen verursacht durch verschieden große Uberdeckung in Längsrichtung der Zähne und den dadurch bedingten verschiedenen Anlageflächen an den Zahnflanken, verschiedene Drücke der Flanken aufeinander. Das kann zu Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung führen. Um den Anlagedruck währond des Hubes (Pfeil 13) gleich zu halten und den Anlagedruck von Hub zu Hub gegebenenfalls steuern zu können, was aus \<-· h.iedenen Gründen zweckmäßig sein kann, ist die Kraft in Ri '«-ig des Umfangs (Pfeil 1*0 steuerbar, wie im Zusammenbau..: mit der Schablone k2 beschrieben wurde. Fig. lk zeigt ein Beispiel für einen Verlauf der Anpreßkraft in Abhängigkeit von der Bearbeitungszeit. Dabei bedeutet F die Kraft und t die Bearbeitungszeit. Bedeutungsvoll ist das langsame Nachlassen 95 am Ende der Bearbeitung zum Auswechseln.

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Claims

Hurth München, den 3. 4. 1978 H, a Manc»«n 40 · <"5Ο3 Lich/Wo 4ΐ4ο00 M(MNMCiMr Sir·«· M PL 467 O O 1 / Π Π f> Τ·ί·ίοη(0·11)3»11 άθ I *+ Ό / Q ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Honen von gerad- oder schrägverzahnten,

innen- oder außenverzahnten Werkstücken mittels eines Formwerkzeugs, gekennzeichnet durch

a. eine Werkstück-Aufnahmevorrichtung (l6,17) für ein auswechselbares Aufnehmen des Werkstücks (2);

b. eine Werkzeug-Aufnahmevorrichtung (24) für ein auswechselbares Aufnehmen des Werkzeugs (l);

c. beide Aufnahmevorrichtungen sind im wesentlichen koaxial und relativ zueinander beweglich geführt;

d. eine Antriebsvorrichtung (29) für die Axialbewegung der beiden Aufnahmevorrichtungen (l6,l7; 24) relativ zueinander;

e. Vorrichtung zum wechselweisen Anlegen der Flanken der Zähne des Werkzeugs an die entsprechenden Flanken der Zähne des Werkstücks.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

f. die beiden Aufnahmevorrichtungen (l6,17; 24) sind in Umfangsrichtung der Verzahnung relativ zueinander beweglich angeordnet;

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g. eine Antriebsvorrichtung (4O,4l) für eine relative hin- und hergehende Bewegung in Umfangsrichtung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Führungsvorrichtung (79) für eine der Aufnahmevorrichtungen (65) relativ zur anderen Aufnahmevorrichtung (63) entsprechend der Zahnschräge des Werkstücks.

km Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagedruck der Flanken des Werkzeugs (l) gegen die Flanken des Werkstücks (2) vorwählbar veränderlich ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufnahmevorrichtung (56) für mehrere Werkzeuge (57)1 die verschiebbar oder drehbar (Revolverkopf 56) so angeordnet ist, daß die dort eingespannten Werkzeuge wechselweise in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abrichtwerkzeug mittels einer Ladeeinrichtung C*7) od. dgl. statt des Werkstückes in die Werkstück-Aufnahmevorrichtung einbringbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug (6l) mittels einer Abrichtvorrichtung mit einem Werkzeug (57/3) in Kontakt bringbar ist, das sich nicht in Arbeitsstellung befindet.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Werkzeug mit mindestens zwei axial nebeneinander angeordneten Bearbeitungszonen (84,85).

9· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Werkzeug, das mindestens zwei Bearbeitungszonen (8Ί,ί$5) mit Körnungen verschiedener Größe aufweist.

10. Vorrichtung mit einem Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Bearbeitungszonen (84', 85') in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Pilotrad (90), das koaxial und im Sinne des relativen Auffädeins des Werkzeugs vor dem Werkstück angeordnet ist«

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pilotrad (90) vorgesehen ist, das im Sinne des relativen Auffädeins des Werkzeugs vor dem Werkzeug (88) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotzahnrad od. dgl. als Abrichtwerkzeug ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Programm-Steuervorrichtung,

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z.B. Nockenplatte (30) od. dgl., mit der die Länge und die Anzahl der Hübe der relativen Axialbewegungen steuerbar sind.

15· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch eine Programm-Steuereinrichtung, z.B. Nockenplatte (30) od. dgl., mit der die Anzahl der rechts- und linksseitigen Flankenanlagen und deren Folge steuerbar sind.

l6. Vorrichtung nach Anspruch 3i gekennzeichnet durch eine Programm-Steuereinrichtung, z.B. Schablone (k2) , für eine Veränderung des Anlagedruckes der Flanken während des Bearbeitungsvorganges.

17· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Programm-Steuereinrichtung, z.B. Zählwerk od. dgl«, mit der das Abrichten des Werkzeugs steuerbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Spülen, bei der die Spülflüssigkeit durch das Werkzeug oder einem damit verbundenen Teil dem Arbeitsraum zugeführt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch k oder 151 dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotrad (90) mit einer Schalteinrichtung

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(95) kombiniert ist, die das relative Auffädeln des Werkzeugs auf das Werkstück wiederholt, wenn bei einem Auffädelversuch Werkstückzahn auf Werkzeugzahn trifft.

20. Werkzeug für eine Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Zähne in Längsrichtung konkav gekrümmt sind (Hohlballigkeit).

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