DE3345800C2 - Vorrichtung zum Herstellen und Bearbeiten von Zahnrädern - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen oder Bearbeiten von außenverzahnten Zahnrädern mit einem hyperboloidischen oder ähnlich geformten innenverzahnten Werkzeug mit abrasiven Zahnflanken. Werkzeug und Werkstück wälzen mit im Abstand gekreuzten Achsen aufeinander ab. Das Werkzeug hat eine solche axiale Abmessung, daß es von einer Stirnseite bis zur anderen des Werkstücks mit diesem im Eingriff steht. Werkstück und Werkzeug sind mit Führungsrädern gekuppelt. Jedes Radpaar läuft mit Flankenspiel, das Gesamtgetriebe aber spielfrei.

Description

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

Der Zweck der Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist, die Möglichkeit zu geben, gehärtete Zahnräder oder solche aus hartem Material schnell zu bearbeiten, wobei eine hohe Oberflächengüte und Verzahnungsqualität gewährleistet sein soll. Bei der Verwendung eines innenverzahnten Werkzeugs nutzt man den Vorteil, daß bei einem Innengetriebe die Anschmiegung der Werkzeugflanke an die Werkstückflanke größer ist als bei einem Außengetriebe und dadurch mehr Körner der abrasiven Werkzeugflanke gleichzeitig zum Eingriff kommen. Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent kann auch vorteilhaft dafür verwendet werden, innenverzahnte Werkstücke mit einem außenverzahnten Werkzeug zu bearbeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung nach dem Hauptpatent für den erwähnten Fall, daß eines der Zahnräder des Werkstück-Werkzeugrad-Paares ein innenverzahntes Zahnrad ist, besonders vorteilhaft auszubilden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist Damit ist eine Ausgestaltung aufgezeigt, die sowohl für das Umrüsten der Vorrichtung als auch für das Be- und EntJaden äußerst zweckmäßig ist.

Analog zum Hauptpatent liegt es nahe, nachdem das Werkstück-Werkzeug-Paar ein Innengetriebe ist, für das Führungsradpaar ebenfalls ein Innengetriebe zu ven-enden. die Erfinder haben aber gefunden, daß für den Betrieb die Merkmale des Anspruchs 2 vorteilhafter sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert

Fig. 1 zeigt schematise!-« den Eingriff eines Werkstückzahns in die Zahnlücke eines innenverzahnten Werkzeugs.

F i g. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach der Erfindung als Ausführungsbeispiel.

F i g. 3 zeigt schematisch ein anderes Ausfffhrungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Auf einer Werkstückspindel 1 ist ein zu bearbeitendes Zahnrad (Werkstück 2) aufgespannt Das Werkstück wird mit einem Werkzeug 6 bearbeitet das abrasive Zahnflanken aufweist, beispielsweise mit Hartstoffkörnern belegt ist, oder aus einem abrasiven Material, z. B. aus einer Schleifmasse, besteht Das Werkzeug hat die Form eines Innenzahnrades. Werkstück und Werkzeug walzen aufeinander ab, wobei sich ihre Achsen kreuzen.

In den F i g. 2 und 3 liegen Werkstück und Werkzeug so in verschiedenen Ebenen, daß ihre Verzahnungen kämmen. Der Achskreuzpunkt (gemeinsame Normale 8) kann innerhalb der Werkstück-Werkzev.g-Verzahnung oder außerhalb liegen. In den Beispielen liegt der Achskreuzpunkt 8 auf der Mitte der Zahnlängserstrcckung des Werkstücks. Im Beispiel nach Fig.2 ist das Werkstück geradverzahnt, mit 408 ist der Schrägungswinkel des Werkzeugs bezeichnet Das Werkstück wird ohne Längsvorschub im sogenannten Tauchverfahren bearbeitet. Das Werkzeug ist daher so breit, daß es von einer Stirnseite des Werkstücks zur anderen reicht, vorteilhafterweise ist es etwas breiter. Sein Wälzkörper muß den zylindrisch oder andersgeformten Wälzkörper des Werkstücks hyperboloidisch oder globoidisch oder ähnlieh umgreifen. (Wälzkörper ist der über die Zahnbreite ausgedehnte Wälzkreis.) Bei der Erfindung ist der Wälzkörper des Werkzeugs also als Hypoboloid 9 oder ähnlich geformt Das Werkzeug sitzt auswechselbar auf einer Werkzeugspindel 5, die in geeigneter Weise im Maschinengestell 401 gelagert ist.

Am freien Ende der Werkstückspindel 1 ist ein erstes Führungsrad 406 aufgenommen. Ein zweites Führungsrad 402 ist auf dem freien Ende der Werkzeugspindel 5 aufgenommen. Das erste Führungsrad 406 kämmt mit einem dritten Führungsrad 405, das im Maschinengestell 401 gelagert ist. Diese beiden Räder bilden ein erstes Führungsradpaar 405,406. Das zweite Führungsrad 402 kämmt mit einem vierten Führungsrad 403, das ebenfalls im Maschinengestell 401 gelagert ist. Diese beiden Räder bilden ein zweites Führungsradpaar 402,403. Das dritte (405) und das vierte Führungsrad 403 haben neben ihrer Führungsaufgabe die Funktion von Zwischenrädern. Sie sind mittels einer homokinetischen Kardan-

welle 407 gekuppelt. Homokinetische Gelenke und die dazugehörigen Wellen sind bekannt.

Die Führungsräder sind auswechselbar und jeweils dem Werkstück-Werkzeugpaar angepaßt. Im Beispiel hat das Werkstück-Werkzeug-Paar ein Obersetzungsverhältnis von etwa t : 3, das zweite Führungsradpaar ebenfalls und das erste Führungsradpaar ein Verhältnis 1 :1.

Die Werkstückspindel 1 ist geteilt Sie besteht aus einem im Maschinengestell 401 gelagerten festen Teil 409 und einem verschiebbaren Teil 4t0. Letzteres ist im Teil 409 längsverschiebbar, in Längsrichtung feststellbar und relativ zum festen Teil nicht drehbar gelagert Auf dem verschieblichen Teil kann das Werkstück aufgespannt werden. Die Werkstückspindel 1 kann mit einem Motor 411 angetrieben werden. Dieser ist zum schaltbaren Drehrichtungswechsel eingerichtet. Die Werkzeugspindel 5 kann mit einer Bremse 412 abgebremst werden. Statt der Bremse 412 kann auch eine Schwungscheibe verwendet werden. Der fest gelagerte Teil 409 der Werkstückspindel ist mit einer schaltbar^ Kupplung 413 versehen, so daß das Werkstück von den Führungsrädern 406,405 getrennt werden kann.

Wenn oben von »Maschinengestell« gesprochen wurde, so fallen unter diesen Begriff im Sinne dieser Be-Schreibung auch alle damit verbundenen Teile, wie Schlitten u. dgl.

Die Zahnlückenweite des Werkzeugs 6 ist im jeweiligen Wälzkreis größer als die Zahndicke des Werkstücks 2. Der Bearbeitungsvorgang läuft also mit Flankenspiel ab. Das Wesentliche ist, daß bei den Führungsrädern zwar ebenfalls Flankenspiel vorhanden ist, aber gewissermaßen auf der Gegenflanke, so daß das Gesamtgetriebe, das aus Werkstück-Werkzeug-Paar und dem ersten und dem zweiten Führungsradpaar besteht, ohne Flankcnspiel läuft. Durch Verkleinern des Achsabstands (die Mittel hierfür sind bekannt und daher nicht gezeichnet) kann auf diese Weise die Spanzustellung erfolgen. Durch geeignetes Schalten der Drehrichtung des Motors 411 kann mittels der Bremse 412 die Flankenanlage geändert werden. Hierzu ist die Kupplung 413 kurzfristig zu öffnen. Die Anordnung von Motor, Bremse oder Schwungscheibe und Kupplung kann innerhalb des Gesamtgetriebes variiert werden, wie im Hauptpatent gezeigt ist.

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das im Prinzip dem oben beschriebenen entspricht. Hier ist schematised gezeigt, wie das Werkzeug 6 auswechselbar von einem Werkzeugträger 4iü aufgenommen wird, der seinerseits direkt im Maschinengestell 401 gelagert ist Das erste, hier mit 432,433 bezeichnete Führungsradpaar ist ein sogenanntes Schraubenradgetriebe. Mindestens eines der Räder 432,433 ist eine Kombination aus Hyperboloidrad und Kegelrad. Hierdurch ergeben sich günstigere konstruktive Verhältnisse für die Verbindung zum zweiten Führungsradpaar 402, 403, insbesondere für den Auslenkungswinkel der Kardanwelle, die evtl. sogar durch eine andere kinematische Verbindung ersetzt werden kann, ein Motor 434 ist an der Werkzeugspindel 5 angeordnet, eine Bremse 435 an der Werkstückspindel bo 1 und eine Kupplung 436 zwischen den Führungsradpaaren. Durch Wechseln der Drehrichtung des Motors, Abbremsen der Werkstückspindel und Öffnen und Schließen der Kupplung kann die Flankenanlage am Werkstück gewechselt werden.

Mit dieser und der vor.Vir beschriebenen Vorrichtung können natürlich auch Schrägzahnräder bearbeitet werden. In Fig.3 ist mit 437 der Schrägungswinkel der Werkstückverzahnung und mit 438 der Schrägungswinkel der Wtrkzeugverzahnung bezeichnet. Es ist zu beachten, daß in F i g. 3 die bezeichnete Zahnschräge auf der Unterseite des Werkstücks 2 liegt

Schlitten, Vorschubmittel, .Schwenkeinrichtungen und die Antriebsmittel, wie sie zum Betreiben einer Werkzeugmaschine üblich sind, wurden in den Schemata fortgelassen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele gelten unter Vertauschung der Begriffe »Werkstück« und »Werkzeug« auch für das Bearbeiten eines innenverzahnten Werkstücks 6 mit einem außenverzahnten Werkzeug 2.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feinbearbeiten der Verzahnung von gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern durch Abwälzen mit einem zahnradartigen Werkzeug, das eine abrasive, d. h. keine einheitlich gerichteten Schneidkanten aufweisende Oberfläche besitzt und hyperboloidisch oder ähnlich geformt ist mit einer solchen axialen Abmessung, daß es von einer Stirnseite der Werkstückverzahnung bis zur anderen im Eingriff steht, mit einer Werkstückspindel, die das Werkstück und ein erstes Führungsrad trägt, und einer unter gekreuzten Achsen dazu angeordneten Werkzeugspindel, die das Werkzeug und ein zweites Führungsrad trägt, wobei sowohl das Werkstück und das Werkzeug als auch die Führungsräder das gleiche Obersetzungsverhältnis aufweisen und mit Flankenspiel in-einem solchen kämmenden Zahneingriff stehen, ds3 bei dem Werkstück-Werkzeug-Paar jeweils lediglich die rechten oder die linken Zahnflanken anliegen, während bei den Führungsrädern die jeweils anderen Zahnflanken anliegen, und wobei die Rechtsflanken und die Linksflanken am Werkstück nacheinander durch Flankenwechsel bearbeitet werden, wobei sowohl das Werkzeug bzw. das zugehörige Führungsrad als auch das Werkstück bzw. das zugehörige Führungsrad mit einem Antriebsmotor und/oder einer Bremse gekuppelt sind, die in Abhängigkeit voneinander gesteuert sind, und wobei die Verbindung zwischen dem Werkzeug und dem zugehörigen Führungsrad uno/oder die Verbindung zwischen dem Werkstück und dem zugehörigen Führungsrad mittels einer Tretnikupplung lösbar ist, nach Patent 33 04 980. wobei eines der Glieder des Werkzeug-Werkstückpaares ein innenverzahntes Zahnrad ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Führungsräder (402,406; 432) mit wenigstens einem als Zwischenrad dienenden weiteren Führungsrad (403, 405; 433) in Zahneingriff steht, wobei die beiden jeweils letzten Führungsräder (403,405; 433) beider Führungsradpaare (402, 403; 405, 406; 432, 433) über eine homokinetische Kardanwelle (407) miteinander in Drehverbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräder (402, 403, 405, 406, 432,433) außenverzahnte Zahnräder sind.