DE3304980A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen und bearbeiten von zahnraedern - Google Patents

Description

• Vorrichtung und Verfahren zum
• Herstellen und Bearbeiten von Zahnrädern Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen und Bearbeiten der Verzahnung von gerad- oder Schrägverzahnten Zahnrädern,wie die im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist,und auf Verfahren zum Herstellen und 13. arbeiten mit dieser Vorrichtung.
• Es ist bereits eine Vorricht;..ng zum Herstellen oder Bearbeiten, insbesondere Schleifen,der Verzahnung von Stirnrindern bekannt. Diese Vorrichtung ist mit einem rotierenden zahnradartigen Werkzeug versehen, das mit einem Achskreuzwinkel größer als 350 nit der Werkstückverzahnung kämmt. Das Werkzeug ist hyperboloidisch oder ähnlich geformt und ist mindestens so breit wie die Werkstückverzahnung (DE-AS 25 16 Q59).
• Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Arbeitsergebnis einer derartigen Vorrichtung zu verbessern.
• Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelc'st, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Unter "abrasiver Oherfl,che" ift eine spanabhebende Oberflache des *'czrkgeugs gemeint, die keine einheitlich gerichteten Schneidkanten od.dgl. aufweist. Darunter fallen alle Werkzeuge mit körniger Arbeitsfläche, z.B. Schleifwerkzeuge, aber auch Werkzeuge für elektrolytische oder elektroerosive oder elektrochemische Materialabtragung. (Nicht darunter fallen beispielsweise Schabzahnräder.) Eine Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet mit Einflankenanlage, d.h. von jedem Werkzeug- oder Werkstückzahn liegt bei der Bearbeitung jeweils nur eine Zahnflanke an. Das hat den Vorteil, daß eine Spanzustellung möglich ist, bei der der Achsabstand zwischen Werkzeug und Werkstijck gleich bleiben kann, ohne daß die Veränderung der Zahnschräge berücksichtigt werden muß.
• Es sind verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung möglich. So können mit den Merkmalen des Anspruches 2 für die Führungsräder Reibrtider oder Reibscheiben od.dgl. verwendet werden, deren Herstellung verhältnismäßig einfach ist. Es ist lediglich darauf zu achten, daß sie die richtige Übersetzung aufweisen.
• Eine andere Ausführungsform ist die Verwendung von Zahnrädern für die Führungsräder gemäß Anspruch 3. Auch dabei muß lediglich darauf geachtet werden, dalS die Übersetzung stimmt. Die Eingriffsteilung der Werkzeug-Werkstück-Paarung und der Führungsradpaarung braucht nicht übereinzustimmen, im Gerenteil, es kann sogar günstig sein, Wenn sie verschieden sind, weil sich dann evtl. Teilungsfehler, die von der Vorrichtung verursacht werden, ausgleichen.
• Wenn die Vorrichtung nach der Erfindung in der Massenfertigung eingesetzt wird, könnte für die Bearbeitung jeweils der Rechts- bzw. der Linksflanke der Werkstückzähne eine besondere Maschine eingesetzt werden. Da diese Maschinen dann normalerweise in eine Maschinenkette eingefügt sind, erhöhte sich dadurch nicht die Gesamtarbeitszeit, andererseits wäre die Vorrichtung einfach, billig und störunganfällig.
• Die Investitionskosten insgesamt sind aber geringer, wenn die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 ausgestaltet ist.
• Hierfür bieten sich verschiedene Ausführungsformen an, so insbesondere und vorteilhafterweise eine mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
• Eine weitere günstige Weiterentwicklung beschreibt Anspruch 6.
• Mit dieser Ausgestaltung ist nicht nur das Ineingriffbringen der Verzahnung von Werkzeug und Werkstück beabsichtigt, sondern auch die Möglichkeit einer einmrlirren oder schrittweisen radialen Zustellung während des eigentlichen Arbeitsvorganges. Damit ist es nämlich möglich, periodische (wellenförmige) Fehler des Zahnprofils, die in Höhenrichtung entstehen können, gezielt zu beseitigen.
• Eine weitere wichtige Ausgestaltung ergeben die Merkmale des Anspruches 7. Diese Weiterentwicklung dient ebenfalls der Erhöhung der Arbeitscqualität.
• Einer einfachen und billigen Verstellung in Umfangsrichtung dienen die Merkmale des Anspruchs 8.
• Die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 9 und 10 : vorteilhalt fiir eine einfache Fsedienung der Verstellung des WerkzeuCs relativ zum Werktstück, insbesondere auch für einen automatischen Arbeitsablauf.
• F!it der Vorrichtung nach der Erfindung wird vortailhafterweise ein Verfahren durchgeführt, wie es Anspruch 11 beschreibt, wobei mit Ausgestaltungen mit den Verfahrensschritten der Ansprüche 12 und 13 die Arbeitsqualität noch verbessert werden kann.
• Die vorstehend beschriebenen Verfahren können erfindungsgemäß in zweifacher Weise weitergebildet werden, wobei jede dieser Möglichkeiten ihre Besonderheit hat.
• Nach Anspruch 14 wird zum Wechsel der anliegenden Flanken die brehrichtunr gewechselt, dabei wechselt auch dio relative Gleitung der Zahnflanken aufeinander in Richtung der Zahnhöhe. Das heißt, je nachdem welche Achse der Werkzeug-Werkstück-Paarung die Treibende ist, gent die relative Bewegung vom Yopf zum Fuß oder umgekehrt ("Stemmen" oder 'Ziehen").
• Wird nach Anspruch 15 vorgegangen, ist kein Drehrichtungswechsel erforderlich, die Bearbeitungszeit ist u.U. kürzer, aber das Arbeitsergebnis ist evtl. nicht so gut - ie bei einem Drehrichtungswechsel. Außerdem muß bei diesem Verfahren die Durchbiegung der Zähne beachtet werden, wenn hohe Arbeitsqualitäten gefordert werden.
• Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ergeben die Merkmale des Anspruchs 16, weil dabei die Spanzustellung erfolgen kann, ohne daß der Achsabstand gemindert zu werden braucht.
• Mit den Merkmalen des Anspruches 17 wird die Erfindung günstig weitergebildet, weil damit ein Effekt erzielt werden kann, der dem sogenannten Verspannungsprüfstand ähnelt. Die Torsionsfeder bietet die Möglichkeit, den Anpreßdruck der arbeitenden Zahnflanken zu steuern und u.U. das Wechseln der Zahnflanken weicher zu gestalten.
• Eine weitere Verbesserung der Werkstückqualität insbesondere bezüglich der periodischen Abweichungen an der Werkstück-Zahnflanke ergeben die Merkmale des Anspruchs 18.
• Das Umrichtern der Vorrichtung nach der Erfindung wird erleichtert durch Verwendung der Merkmale der Ansprüche 19 und 20, vobei unter Wechselräder solche Zahnrcider oder ReibrPder zu v@rstehen sind, die ähnlich den Wechselrädern von Drehblinken leicht austauschbar am Lager lietren. In diesem Zusammenhang wird auf die Verwendbarkeit der bekannten Wechsel radschere hingewiesen.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
• Die Erfindung ist anhand der Figuren 1 bis 19 beschrieben.
• Figur 1 zeigt als Ausführungsbeispiel schematisch die Grundform einer Vorrichtung nach der Erfindung.
• Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus der Verzahnung der Führungsräder nach der Erfindung.
• Figur 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus der Werkverzahnung.
• Figur 4 zeigt ein Beispiel für eine Werkzeugspindel (schematisch).
• Figur 5 zeigt ein Vorschuborgan als. Detail aus der Vorrichtung Figur 4.
• Figur 6 zeit ein weiteres Beispiel fiir eine Werkzeugspindel (schemati-ch).
• Figur 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VII - VII in Figur 6.
• Figur 8 zeit schematisch einen elektromagnetischen Antrieb für die Verstellung des Werkzeugrades relativ zum Führungsrad.
• Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Werkzeugspindel.
• Figur 10 zeigt schematisch eine Kreuzscheibenkupplung.
• Figur 11 zeigt die Kreuzscheibe zur Kupplung Figur 10.
• Figur 12 zeigt ein federndes Zahnrad im Querschnitt.
• Figur 13 zeit d.as Zahnrad Figur 12 in Richtung des Pfeils A gesehen.
• te's) den Figur 14[Arbeitslauf eines Verfahrens nach der Erfindung, schematisch gekennzeichnet. Statt der Zahnprofile sind deren Bezugsprofile, d.h. das dazugehörige Zahnstangenprofil, gezeichnet., was am Sinn der Darstellung nichts ändert.
• Figur 15 bis 18 zeigen schematisch einige Ausführungsbeispiele für die Kombination der Werkräder, Führungsräder, Motore, Kupplungen und Bremsen bzw.
• Schwungmassen.
• Figur 19 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine innenverzahnte Werkstück-Werkzeug-Paarung und Leitradpaarung -Die Erfindung ist nicht auf außenverzahnte Zahnräder beschränkt, sondern kann auch auf Innenzahnräder angewendet werden, wie Figur 19 zeigt.
• Auf einer Werkstückspindel 1 (Fig. 1) sitzen nebeneinander und achsgleich ein zu be arbeitendes Zahnrad 2 (Werkstück) und ein Fiihrungsrad 3. Beide sind mit einer Spanneinrichtung 4 drehsicher und nicht längsverschiebbar aber auswechselbar auf der Werkstückspindel befestigt. Auf einer Werkzeugspindel 5 sitzen drehfest, nicht längsverschiebbar aber auswechselbar ein verzähntes Werkzeug 6 und ein Führungsrad 7. Das Werkzeug hat eine abrasive Arbeits-Oberfläche, also Zahnflanke, und kämmt mit der Verzahnung des v;erkstücks 2. Das Führugnsrad 7 ist wie das Führungsrad 3 ein Zahnrad. Beide Zahnräder kämmen miteinander. Die Achsen der Werkstückspindel 1 und der Werkzeugspindel 5 sind im Abstand gekreuzt.
• Der sogenannte Achskreuzpunkt 8 (gemeinsame Normale) kann innerhalb der Werkstück-Werkzeug-Paarung, z.B in deren Mitte, oder innerhalb der Führungsradpaarung oder jeweils daneben, z.B. zwischen den beiden besagten Paarungen liegen. Die Vorrichtung arbeitet im sogenannten Tauchverfahren.
• Die Zahnflanken der Werkstückverzahnung werden also ohne ein Längsverschieben des Werkzeugs relativ zum Werkstück bearbeitet, z.ß. geschliffen. £5 ist daher erforderilch, daß der Wälzkörper (in der Achsrichtung ausgedehnter Wälzkreis) des Werkzeugs den Wälzkörper des Werkstücks hyperboloidisch umgreift. Außerdem muß die gesamte Werkstück-Zahnbreite von der Werkzeugverzahnung iiberdeckt werden. In lig. 1 liegt der Achskreuzpunkt in der Mitte der Werkstückversahnung, das Hyperboloid 9 des werkzeugs ist daher symmetrisch gezeichnet.
• Die Verzahnung der Führungsrad-Paarunf könnte an sich dem eines nornalen und bekannten Getriebes mit gekreuzten Achsen entsprechen. Vorteilhaft und der Arbeitsqualität der Vorrichtung zusätzlich ist es, wenn sie der Lage des Achskreuszpunktes entsprechen hyperboloidisch oder ähnlich geformt sind.
• In Figur 2 ist eine Zahnlücke des Führungsrads in vergrößertem Maßstab gezeichnet, in die ein Zahn des Führungsrades 3 eingreift. Die Zahnflanken liegen links an, während auf der rechten Seite Flankenspiel vorhanden ist. In FIg. 3 ist ebenfalls in vergrößertem Maßstab eine Zahnlücke des Werkzeugs 6 und ein Zahn des Werkstücks 2 gezeichnet. Hier liegen die Zahnflanken auf der rechten Seite an, während links Spiel besteht. In dem gezeigten Beispiel wird also die rechte Zahnflanke des Werkstücks bearbeitet, während die linke Flanke des achsgleichen Führungsrades 3 führt und abstützt. Zur Bearbeitung der anderen Werkstück-Zahnflanke wird die relative Lage innerhalb der beiden Radpaarungen gewechselt, also es liegen dann die Flanken auf der rechten Seite in Fig. 2 und auf der linken Seite der Fig. 3 aufeinander. Wie die Flanken gewechselt werden können, wird unten beschrieben.
• Figur 4 zeit schematisch eine Ausführungsform der Werkzeugspindel 5. Diese ist in einem Werkzeugspindelkopf 10 gelagert, von de@ ein Teil @ezeichnet ist. Auf der Werkzeugs@indet sitzt ein Aufnahmekörper 11, drehfest und axial unverschiebbar gesichert. Auf diesem ist das verzahnte Schleifwerkzeug 6 gelagert, mit nicht gezeichneten, bekannten Mitteln gegen Drehung gesichert und mittels einer Spannmutter 12 axial gespannt. Das Werkzeug k@mmt mit dem Werkstück 2. in dem Aufnahmekörper ist das Führungsrad 7 zentriert, das mit dem anderen Führungsrad 3 klumt. Das Führungsrad 7 kann sich in den; Aufnahmekörper drehen und i;t mit:,els einer Spanneinrichtun 13 (Bolzen, Scheiben, Muttern) und Federn 14 axiai gehalten. In den Aufnahmekörper 11 einerseits und in das Führungsrad 7 andererseits greift ein Vorschuborgan 15 ein, das mit Fig. 5 näher gezeigt ist. Dieses Vorschuborgan besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 16, auf dessen unterer Fläche eine Leiste 17 angeordnet ist, die in eine Nut 18 eingreift, die im Aufnahmekörper parallel zur Achse des Werkzeugs 6 gerichtet ist. Auf der gegenüberliegenden Fläche sitzt ein Keil 19, der in eine entsprechende Nut 20 eingreift, die in der Nabe des Führungsrads 7 geneigt zur Achse des Werkzeugs 6 eingearbeitet ist. Wird das Vorschuborgan axial bewegt, dann drent sich d:s Führungsrad 7 relativ zum Werkzeug 6. Die relative Lage der Zähne (Fig. 2 und 3) ändert sich. Zweckmäßigerweise sind mehrere solche Vorschuborgane auf dem Umfang verteilt. Damit die Vorschuborgane bewegt werden können, sind sie mit einem Schaltring 21 versehen, in dem ein Axiallager 22, relativ dazu gegen Längsverschieben gesichert, angebracht ist. Das Axiallager wird teilweise von einer Schaltgabel 23 umgriffen. Die Schaltgabel ist über eine Kolbenstange mit einem Kolben 24 verbunden, der mit einem dazugehörigen Zylinder 25 zwei Kammern 26,27 bildet. Diese können von einem Steuergerät 28 aus wahlweise mit hydraulischem oder pneumatischem Druckmittel gespeist werden. So kann von der, genannten Steuer- gerät aus die relative Lage der Zahnflanken von Werkzeug und Führungsrad und damit auch von Werkzeug und Werkstück bestimmt werden.
• Für hohe Genauigkeitsansprüche kann es zweckmäßig sein, zwischen die Gleitflächen am Vorschuborgan Kugeln oder Walzen mit Übermaß einzulegen, die mit Käfigen auf Abstand gehalten werden.
• Das bescl.riebene Vorschuborgan ist lediglich ein Beispiel.
• Vorteilhaft ist auch die Verwendungr von schrägverzahnten Zahnrädern, die verschiebbar sind. Die Rolle der Leiste übernimmt dann die Welle und @ie des Reils einer der schrägen Zähne.
• l1,i2ren 6 und 7 zeigen eine Vorrichtung zum Verstellen der Zahnflanken von Werkzeug 6 und Führungsrad 7 mittels eines hydraulischen oder rneumatischen Drehkolbens. Das Werkzeug 6 sitzt drehfest und axial gesichert auf einer Werkzeugspindel 31, die im Maschinengestell 32 oder in einen geeigneten Schlitzen drehbar und nicht längsverschiebbar gelagert ist.
• Der Drehantrieb kann über eine Welle 31a erfolgen: Es kann aber auch die Werkstückspindel antreibbar sein, die in dieser Figur nicht gezeichnet ist. Aiif der Werkzeugspindel is-t ein Zylinder 33 drehbar, aber nicht längsverschiebbar gelagert. Auf der Außenwandung des Zylinders ist das Führungsrad 7 drehfest und nicht Längsverschiebbar gela,,ert. An einem Ende läuft die Werkzeugspindel in einen Drehkolben 34 aus (siehe auch Fig.7). Der Hub des Vorschuborgans 15 (Fig.4,5) kann durch eine Anschlagvorrichtung 95,96 begrenzt werden. Diese kann auch innerhalb eines automatischen Arbeitsablaufs selbsttätig steuerbar sein, die Mittel hierfür sind an sich bekannt.
• Dieser bildet zusammen mit einer entsprechenden Innenform 35 des Zylinders 33 zwei Kammenr 36 und 37, in die Bohrungen 38, 30 führen. Um das Druckmittel zuführen zu können, ist der Zylinder mit einem Zapfen 40 versehen, auf dem in bekannter -eise eine Zuführungsbuchse 41 drehbar und dicht geführt ist.
• Vo!i der Zuführungsbuchse fj-hren Leitungen 42,43 zu einem Steuergerät. Vond em Steuergerät aus können so über dieLeitungen 42, 43, die Zuführungsbuchse 41 und die Bohrungen 38, 39 die beiden Kammern 36, 37 Wahlweise mit Druckmittel beschickt werden Dadurch kann der Drehkolben angetrieben werden und die Zahnflanken ändern ihre relative Lage. Auch kann damit der Anlagedruck der Werkzeugflanke gesteuert werden, weil sich die entsprechende Flanke des Führungsrades am anderen Führungsrad abstützt (vgl. Fim. 2 und 3). Die für die Druckmittelversorgung dienenden Elemente wie Pumpe, Filter, Ventile usw.
• sind, da bekannt, nicht gezeichnet. Ebenso sind die Elemente des Steuergerätes nicht gezeichnet, weil auch diese an sich bekannt sind.
• Figur 8 zeit einen der Vorrichtung nach Fig. 6,7 entsprechenden elektromagnetischen Antrieb. Die Werkzeugspindel ist statt mit einem Drehkolben mit einem Hebel 45 versehen, der in einen Anker 46 ein @reift, welcher im Zylinder 33 längsverschiebbar geführt ist. Der Anker ist von 2 Elektromagneten 47,48 beeinflußbar. Die Spannung erhalten die Elektromagneten über ein Schleifringsystem 49, ähnlich wie die Kammern in der hydraulischen Steuerung über die Zuführungsbuchse.
• Figur 9 zeigt eine Werkzeug-Leitrad-Lagerung für eine Ausführungsform, bei der die Leitradpaarung spielfrei ineinander greift. In einem radial zum Werkstück 2 zustellbaren Werkzeugschlitten 51 ist eine bekannte Schlittenführung (Schwalbenschwanzführung oder Prismenführung) 52 vorgesehen, in der ein Zusatzschlitten 53 ebenfalls radial zum Werkstück 2 geführt ist. Der Zusatzschlitten kanri von einem Elektromotor 34 aus über ein Schneckengetriebe 55, eine Vorschubspindel 56 und eine Vorschibmutter 57, die am Zusatzschlitten befestigt ist, angetrieben werden. In den Zusatzschlitten ist eine Werkzeugspindel 58 drehbar aber nicht längsverschiebbar gelagert.
• Die Werkzeugspindel nimmt in bekannter Weise das Werkzeug 6 auf. Etwa achsgleich oder achsparallel zum Werkzeugspindel ist eine Führungsraspindel 59 in dem Werkzeugschlitten 51 drehbar gelagert. Stirnseitig an der Führungsradspindel ist ein Drehkolbensystem angebracht, ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 6 und 7 beschrieben wurde. Der Zylinder des Drehkolbensystems ist an der Führungsradspindel befestigt. Die Führungsradspindel ist hohl und wird axial von einer Drehstabfeder 51 durchdrungen. Einerseits ist die Drehstabfeder in der Werkzeugspindel und andererseits in dem Kolben des Drehkolbensystems befestigt. Durch diese Vorrichtung ist es möglich, eine Versetzung der Werkzeugachse zur Führungsachse zuzulassen.
• Diese ist nur gering, da lediglich die radiale Spanzustellung von der Feder aufgenommen werden muß. Die Feder überträgt das.
• Drehmoment zwischen Werkzeugspindel und Führungsradspindel und sorgt gleichzeitig für eine elastische Anlage der Zahn flanken. Die radiale Spanzustellung wird mittels des Elektromotors r,){ steuert. Es ist auch möglich die Welle 61 mit Gelenken zu versehen.
• Der Werkzeugschlitten 51 ist im Maschinengestell oder einem mit diesem verbundenen Teil 62 mit einer Rundführung 63 gelartert, so daß damit' auch der Achskreuzwinkel zwischen Werkstrick und Werkzeug eingestellt werden kann. Es ist eine nicht gezeichnete Klemmung zum Feststellen vorgesehen.
• Reicht die Leder fijr die radiale Versetzung nicht aus, kann statt dessen eine Kupplung vorgesehen werden, die eine Parallelverschiebung von Wellen zuläßt, z.B. eine Kreuzscheibenkupplung, wie sie schematisch mit den Figuren 1C und 11 gezeigt ist. Die Kupplung besteht im wesentlichen aus zwei Kupplungshälften 64 und 65, die jeweils mit einer durch die Mittellinie verlaufende stirnseiten iQut 66, 67 versehen sind. Zwischen die Kupplungshälften ist eine Kreuzscheibe 68 eingelegt, die an jeder Stirnseite eine Faßleiste 69, 70 trägt. Die Faßleisten sind rechtwinkelig zueinander gerichtet und passen in die besagten Nuten.
• wischen die Gleitflächen können Kugeln oder Rollen, zweckmäßigerweise mit Übermaß, eingelegt sein (nicht gezeichnet).
• Da bei der Ausführungsbeispiel nach Fig 9 die Führungsräder ohne Fla-kenspiel laufen, wird zweckmäßigerweise eines dieser Räder als geteiltes federndes Rad ausoebildet. Ein Beispiel zeigt Fig. 12 und 13. Das Zahnrad 71 besteht im wesentlichen aus zwei Hälften 72, 73. Die eine 72 der beiden Hälften ist mit einer Zentriernabe 74 versehen, auf de die andere Hälfte ist drehbar gelagert/. Beide Hälften haben identische Verzahnungen.
• Bei einer gewählten Versetzung der beiden Verzahnungen sind in die Radscheiben fluchtende Löcher gebort, in die Buchsen 75 oder Stopfen aus einen: elastischen Material eingelegt sind.
• Werden die Hälften gegeneinander verdreht, um die Verzahnungen zur Deckung zu bringen, dann streben die federnd in die Ausgangslage zurück. Axial wird die auf die Nabe gesetzte Hälfte mit einer Mutt 76 gehalten. Es sind viele Ausführungsformen von federnden Zahnrädern bekannt, die als federnde Glieder auch Blatt- oder Spiralfedern benutzen.
• Figur 14 zeigt schematisch einen Arbeitsablauf bei einem Verfahren nach der Erfindung. Mit 80 ist ein Werkzeugzahn bezeichnet, mit 81 eine Werkstückzahnlücke. Das Verfahren l.uft wie folgt ab: a) Zustellen des Werkzeugen, bis der Werkzeugzahn SiO in der Ausgangsposition für die eigentliche Bearbeitung mit Flankenspiel in der Zahnlücke des Werkstücks steht oder umgekehrt. - Einschalten derRotationsbewegung.
• b) Seitliches Verstellen des Werkzeugs relativ zum Werkstück in Umfangsrichtung, bis sich die Zahnflanken berühren; Spanabnahme.
• c) Radiales Zustellen; Spanabnahme.
• d) Auseinanderfahren bis etwa zur Stellung a.
• e) Seitliche@ Verstellen bis zur Anlage an der anderen Werkstückzahnflanke; Spanabnahme.
• f) Radiales Zustellen, Spannabnahme.
• g) Auseinanderfahren wie a und d.
• h) Maschine anhalten und Zurückfahren in die Ausgangspositi n.
• Die VtErfahrensschritte b bis , können wiederholt oder auch anders kombiniert werden.
• Es wurde als Beispiel ein verhältnismäßog kompliziertes Verfahren demonstriert. Es kann auch einfacher ablaufen, z.B.
• mit den Verfahrensschritten a, b, e, h.
• Die Figuren 15 bis 18 zeigen schematisch Ausführungsformen, wie sie für die Erfindung charakteristisch sind. rlemen-te, die bei Werkzeugma@ chitien jiblich sind, wurden fortgelassen.
• Mit 2 und 6 wurde das Werkstück-Werkzeug-Paar bezeichnet, mit 3 und 7 das Führungsradpaar (vgl. Fig. 1) Beide Paare wurden mit Rücksicht auf die Übersichtilchkeit stark auseinandergezogen, so daß sich die Spindeln 1 und 5 als Wellen darstellen. Mit 85 ist ein Antriebsmotor bezeichnet. Die parallelen schrägen Striche auf der Werkzeugspindel 5 bezeichnen das Vorschuborgan 15, mit der die Flankenanlage von der Links- zur Rechtflanke und umgekehrt gewechselt wird.
• Mit der Skizze Fig.14 i ist schematisch dargestellt, wie durch wied rholten radiales Zustellen wellenförmige Fehler auf der Werkstück-Zahnflanke beseitigt werden können, insbesondere dann, wenn der Rhythmus der Zustellung der Wellenlänge der Fehler entspricht.
• In der Ausführungsform nach Figur 16 ist die Werkzeugspindel starr. In die Werkstückspindel ist eine Schaltkupplung 86 eingefügt. Wiederseits der Werkstückspindel 1 ist je ein rotor 87, @@ angeordnet, der aucli auf Bremsung geschaltet we den kann. Je nach Schaltung der Motore und Öffnen oder Schließen der Schaltkupplung wird die treibende Zahnflanke gewechselt und amit wegen des Flankenspiels auch die anliegende Zahnflanke und zwar bei gleicher Drehrichtung, was den Arbeitsablauf beschleunigt.
• Bei der Anordnung nach Fig. 17 ist an der Werkstückspindel nur einerseits (links) der Motor vorgesehen, während die andere Seite der Spindel mit einer bremse oder Schwungmasse 89 vorsehen ist. Die treibende Zahnflanke und darrit auch die spanabhebende Zahnflanke werden durch Umschalten der Drehrichtung desMotors und durch Öffnen und Schließen der Schaltkupplung gewechselt.
• Figur 1@ zeigt eine Ausführungsform, bei der beide Spindeln mit je einer Schaltkupplung 90,91 versehen sind. Die Werkstückspindel ist einerseits (links) mit einem Motor 85 gekupplet und auf der an eren Seite mit einer Bremse oder Schwungmasse 89, Die Werkzeugspindel ist mit einem Motor 92 gekuppelt. Auch mit dieser Anordnung kann die Flankenanlage günstig gesteuert werden.
• In Figur 1@ sind als Beispiele die Führungsräder 93, 94 als @eibräder dargestellt. Die Motore können Elektromotore oder Hydraulikmotore sein.
• Durch Ein- und Ausschalten bzw. @mschalten der Drehrichtung der Motore in den Figuren 16 bis 18 und durch sinnvolles Ein- und Aus challen der Schaltkupplungen @@ bis 01 werden die treibenden @ hnflaken der Systeme geändert und dadurch werden auch die spanabnehmenden Zahnflaken gewechselt.
• In einer weiteren, nicht gezeichneten Ausführungsform können die Führungsräder auf der werkstück- und @erkzeugspindel sitzenden Führungsräder so ausgelegt sein, daß sie nicht kämmen. Für den Eingriff sind dann zwei leicht auswechselbare Wechselräder vorgesehen, die miteinander und jeweils mit einem Führungsrad kämmen. Für die Wechselräder sie kann eine Wechselradschere vorgesehen sein, wie / beispielsweise von den Brehbänken und Fräsmaschinen her bekannt ist.
• Begriffsliste 1 Werkstückspindel 2 Werkstück 3 Führungsrad 4 Spanneinrichtung 5 Werkzeugspindel 6 Werkzeug 7 Führungsrad 8 Achsenkreuzpunkt 9 typerboloid 10 Werkzeugspindelkopf 1 Aufnahmekörper 2 Spannmuttern 3 Spanneinrichtung 4 Federn 5 Vorschuborgan 6 Grundkörper 7 Lciste 8 Nut 9 Keil 20 Nut 1 Ringkörper 2 Axiallager 3 Schaltgabel 4 Kolben 5 Zylinder 6 Kammer 7 Kammer 8 Steuergerät 9) Leitungen 30) 1 werkzeugspindel 2 Elaschinengestell 3 Zylinder 4 Drehkolben 5 Innenform 36) Kammern 37) 38) 39 Bohrungen 40 Zapfen 1 Zuführungsbuchse 2) Leitungen 3) 4 Steuergerät 5 Hebel 6 Anker 7) Elektromagnete 8) 9 Schleifringsystem 50 Steuergerät 1 Werkzeugschlitten 2 Schlittenfiitlrung 3 Zusatzchlitten 4 Elektromotor 3 Schneckengetriebe 6 Vorschubspindel 7 Vorschubmutter 8 I;'erkzeugspindel 9 Fahtungsradspindel 60 Drehkolbensystem 1 Drehstabfeder (mit oder ohne Gelenke) 2 Teil des Maschinengestells 3 Rundführung 4) Kupplungshälften 5) 6) Nut 7) 8 areuzscheibe 9) Paßleisten 70) 71 Federndes Zahnrad 2) Hälften 3) 4 Zentriernabe 5 Buchsen 6 Mutter 7 8 9 80 Werkzeugzahn 1 Werkstückzahnlücke 2 3 4 5 Motor 6 Schaltkupplung 7 Motor 8 Motor 9 Bremse oder Schwungmasse 90) Schaltkupplungen 1) 2 Motor 3) Reibräder 4)

Claims (19)

1. Ansprüche 1. Vorrichtung zum Herstellen oder Bearbeiten der Verzahnung von gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern mit einem hyperboloidisch oder globoidisch oder ähnlich geformten verzahnten Werkzeug, das eine abrasive oder ähnliche Oberfläche aufweist und das eine solche axiale Abmessung hat, daß es von einer Stirnseite der Werkstückverzahnung bis zur anderen im Einriff ist, wobei ein Achskreuzwinkel zwischen Werkstück und Werkzeug vorhanden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale a. das WerkZeug (6) und das Werkstück (2) sind jeweils im wesentlichen mit einem Führungsrad (3,7; 93,94)/gleichachsig gekuppelt, die sich berühren und das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweisen wie die Werkstück-Werkzeug-Paarung (2,6); b. die Werkstück-Werkzeug-Paarung (2,6) w@lzt sich derart alfeinander ab, daß während eines Bearbeitungsvorgangs jeweils nur die Rechts- oder LinksSlanke der Werkzeugohne an Werkstückzähnen anliegt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Cekennzeichnet, daß die Führungsräder gcgenseitig anliegende Reibräder (93, 94) sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dndurch gekennzeichnet, daB die Führungsräder im gegenseitigen Eingriff befindliche Zahnräder (3,7) sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, durch rsrekennzeichnet, daß die relative Lage der Zahnflanken von Werkzeug (6) und Werkstück (2) steuerbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Umsteuereinrichtung, mit der die Anlage der Zähne des Werkzeugs (6) relativ zu den Zähnen des Werkstücks (2) von der Rechtsflanke zur Linksflanke und umgekehrt umgesteuert werden kann.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Vorschub-Steuereinrichtung (52 bis 54), mit der die relative Lage der Zahnflanken von Werkzeug (6) und Werkstück (2) in Richtung der Zahnhöhe veränadert werden kann.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (15,34,61), mit der der Druck, mit dem die arbeitenden Zahnflanken aufeinander liegen, verändert werden kann.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Glied der Werkzeug-Werkstück-Paarung (2,5) oder einem damit verbundenen Teil und einem Führungsrad (3 oder 7) oder einem damit verbundenen Teil ein Keilgetriebe (15) od.dgl. vorgesehen ist, das antriebbar und steuerbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einem Glied der Werkzeug-Werkstück-Paaarung (2 oder 6) oder einem damit verbundenen Teil und einem Führungsrad (3 oder 7) oder einem damit verbundenen Teil ein verstellbares -lied (45) vorgesehen ist, das mit einer elektromagnetischen Vorrichtung (46 bis 50) antreibbrr und steuerbar ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einem Glied der Werkzeug-Werkstück-Paarung (2 oder 6) und einem Führungsrad (3 oder 7) oder einem damit verbundenen Teil ein verstellbares Glied (34,35) vorgesehen ist, das mit einer pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtung (40 bis 44) antreibbar und steuerbar ist.
11. 11. Verfahren zum Herstellen oder Bearbeiten von Zahnrädern mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte a. Ineingriffbringen der Zähne von Werkzeug (6) und Werkstück (2) bis zu einem Achsabstand, der demBeginn der Bearbeitung entspricht, und zwar mit Zahnsriel; b. Einschalten der Rotation von Werkstück und Werkzeug; c. relative Verstellen von Werkzeug (6) und Werkstück (2), bis eine Flanke der Werkzeugzähne an der Gegenflanke anliegt; d. relatives Verstellen, bis die andere Flanke der Werkzeugzähne an der Gegenflanke anliegt; e. Außereingriffbringen und Anhalten.
12. 12. Verwahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daX der Wechsel der anliegenden Zahnflanken mit mindestens einer radialen Zustellung des Werkzeugs relativ zum Werkstück kombiniert ist.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß w:hrend einer Anlage der Zahnflanken des Werkzeugs mehrere radiale Zustellung an der gleichen Zahnflanke erfolgen.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wechsel der anliegenden Zahnflanken die Drehrichtung von Werkstück und Werkzeug gewechselt wird.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel der anliegenden Zahnflanken bei gleicher Drehrichtung durch Verändern der Relativgeschwindigkeit erfolgt.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsradpaar (7,3) Flankenspiel aufweist.
17. 17. Vorrichtunx nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens eine:n Glied der Werkzeug-Werkstück Paarung (2,6) oder einem damit verbundenen Teil und einem Führungsrad (3 oder 7) oder einem damit verbundenen Teil eine Feder, z.B. Torsionsfeder oder Drehstabfeder (61), vorgesehen ist.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 3, durch gekennzeichnet,daß die Führungsräder (3,7) eine andere Eingriffsteilung haben als die Verzahnung des Werkzeugs.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräder Wechselräder sind.

    2C. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsradpaar mit einem Wechselradpaar kombiniert ist.