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Vorrichtung zum Herstellen oder Bearbeiten von
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gerad- oder schrägverzahnten Werkstücken Zusatz zu Patent (Patentanmeldung
P 34 02 724.6) Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs.
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Damit wird Bezug genommen auf die in der noch nicht veröffentlichten
Patentanmeldung P 34 02 724.6 beschriebene Vorrichtung.
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Unter "abrasiver Oberfläche" ist dabei eine spanabhebende Oberfläche
des Werkzeugs 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. Beim Arbeiten
auf dieser Vorrichtung liegt nur jeweils eine Seite der Werkzeugzähne an der Gegenflanke
der Werkstückzähne an. Auf der anderen Zahnseite ist Zahnspiel vorhanden. Während
des Bearbeitungsvorganges kann die Zahnseite gewechselt werden. Die Führungsräder
können spielfrei laufen. Vorteilhaft kann es aber sein, insbesondere wenn das Werkzeug
durch eine Achsabstandsänderung zugestellt wird, die Führungsräder ebenfalls mit
Zahnspiel laufen zu lassen und zwar in der Weise, daß, bezogen auf die Werkstück-Werkzeug-Paarung,
die andere Zahnseite anliegt. So wird erreicht, daß sowohl die Werkstück-Werkzeug-Paarung
als auch die Füh-
rungsrad-Paarung mit Zahnspiel laufen, das Gesamtgetriebe
aber spielfrei. Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 arbeitet praktisch
ohne Längsvorschub. Es können für die Führungsräder außer Zahnrädern unter Umständen
auch Reibräder oder Reibscheiben od. dgl. verwendet werden, deren Herstellung verhältnismäßig
einfach ist.
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Es ist lediglich darauf zu achten, daß sie die richtige Übersetzung
aufweisen.
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Die Anordnung des Werkstück-Werkzeug-Paares, des Führungsradpaares
und der Wechselräder bringt mitunter Schwierigkeiten beim Umrüsten, insbesondere
dann, wenn die Werkstücke von der Bedienungsseite her in Achsrichtung zugeführt
werden sollen. Dann sind beim Umrüsten die Führungsräder und die Wechselräder schlecht
zugänglich.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung
der genannten Art so weiterzubilden, daß - unter Beibehaltung der gesonderten Achskreuzpunkte
-sowohl das Werkstück-Werkzeug-Paar als auch die Führurigsräder und die Wechselräder
von der Bedienungsseite her gut zugänglich sind.
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Diese Aufgabe wird mit einer eingangs beschriebenen Vorrichtung gelöst,
die die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruch 1 aufweist.
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Die Erfindung kann mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 günstig
weiter ausgestaltet werden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei sind lediglich die Elemente gezeichnet, auf
die es bei der Erfindung ankommt. Lager, Vorschubmittel und andere Teile, die bei
Werkzeugmaschinen üblich sind, wurden nicht gezeichnet.
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Ein Werkstück 620, ein zu bearbeitendes Zahnrad, ist auswechselbar
auf einer Werkstückspindel (Welle 622) aufgespannt. Es wird mit einem Werkzeug 621
bearbeitet, das auswechselbar auf einer Werkzeugspindel 623 gespannt ist. Die Achsen
von Werkstück und Werkzeug bzw. ihrer Spindeln kreuzen sich im Abstand. Die sich
kreuzenden Achsen haben eine Normale gemeinsam, die auf den beiden Achsen senkrecht
steht. Der Punkt, an dem sie die Verzahnungen durchdringt, ist der sogenannte Wälzpunkt
624.
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Das Werkzeug umgreift das Werkstück hyperboloidisch oder globoidisch
oder ähnlich. Die Zähne des Werkzeugs berühren die Zähne des Werkstücks nur jeweils
auf einer Seite, auf der Rückflanke ist jeweils Flankenspiel vorhanden.
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Mit der Vorrichtung wird im Tauchverfahren, also ohne Längsvorschub,
gearbeitet; daher sind die Zähne des Werkzeugs mindestens so breit wie die Zähne
des Werkstücks.
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Die Zähne des Werkzeugs weisen mindestens an den arbeitenden Zahnflanken
eine abrasive Oberfläche auf.
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Auf der Welle 622 sitzt ein erstes Meisterrad 625, das mit einem zweiten
Meisterrad 626 spielfrei kämmt. Letzteres sitzt auf einer Welle 627, auf der noch
ein erstes Führungsrad 628 auswechselbar aufgenommen ist, daß mit einem zweiten
Führungsrad 629 kämmt. Dieses ist ebenfalls auswechselbar auf einer Welle 630 aufgenommen.
Die Achsen der Führungsräder kreuzen sich auch im Abstand und haben eine gemeinsame
Normale, die den Achskreuzpunkt 631 bildet. Die Zähne der beiden Führungsräder 628,
629 berühren sich auch nur jeweils auf einer Seite, auf der Rückflanke ist jeweils
Flankenspiel vorhanden.
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Damit das System Werkstück/Werkzeug/Führungspaar insgesamt spielfrei
arbeitet, sind das Werkzeug 62t und das zweite Führungsrad 629 noch über spielfrei
miteinander kämmende Wechselräder 632, 633 miteinander gekuppelt.
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Dabei ist das Wechselrad 633 auf der Werkzeugspindel 623 aufgebracht
und das Wechselrad 632 auf der Welle 630.
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Von den Führungsrädern 628, 629 kann eines das andere hyperboloidisch
oder globoidisch oder ähnlich umgreifen analog zur Ausbildung des Werkzeugs. Die
Vorrichtung ist aber einfacher im Aufbau, wenn die Führungsräder 628, 629 - wie
in der Zeichnung dargestellt - als zylinderische Schraubenräder ausgeführt sind.
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Die Werkstückspindel bzw. Welle 622 ist mit einem Motor 638 gekuppelt,
der für beide Drehrichtungen umschaltbar ist. An der Werkzeugspindel 623 ist eine
Bremse 634 vorgesehen und auf der Welle 627 eine schaltbare Kupplung 635.
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Die zu bearbeitende Zahnflanke wird gewechselt durch Drehrichtungswechsel
des Motors 638, geeignetes Schalten der Kupplung 635 und Betätigen der Bremse 634.
In der Vorrichtung sind die Werkzeugspindel 623 und die Welle 630 so im nicht gezeichneten
Gestell gelagert, daß der Achskreuzwinkel zur Werkstückspindel 622 und zur Welle
627 gewählt werden kann.
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Die beiden Meisterräde: 625, 626 bzw. ihre Wellen 622, 627 sind zweckmäßigerweise
fest im nicht gezeichneten Gestell gelagert, so daß je nach Bearbeitungsfall nur
die Wechselräder ausgetauscht werden müssen. Dabei können die Meisterräder 625,
626 und auch die Wechselräder 632, 633 in einem eigenen Gehäuse, z.B. 636, gelagert
sein oder mit anderen geeigneten Mitteln, z.B. Spritzschutz 637, gegen schädliche
Einwirkungen vom Werkzeugabrieb oder von Spänen geschützt werden.
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In der Zeichnung sind die Meisterräder 625, 626 und die Wechselräder
632, 633 jeweils gleich groß, also mit einem Übersetzungsverhältnis 1 : 1, dargestellt.
Das ist jedoch keine Notwendigkeit. Die einen Rädür können
ebensogut
eine Übersetzung ins Schnelle und die anderen Räder eine gleichgroße Untersetzung
ins Langsame haben.
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Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Übersetzung des
Führungsradpaares 628, 629 der Übersetzung der Werkstück-Werkzeug-Paarung 620, 621
entspricht.
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Wichtig ist in jedem Falle nur, daß die Übersetzung des Gesamtgetriebes,
das von den Meisterrädern, den Führungsrädern und den Wechselrädern gebildet ist,
mit dem Übersetzungsverhältnis des Werkstück-Werkzeug-Paares übereinstimmt. Wird
also ein anderes Werkstück bearbeitet, also das Werkstück-Werkzeug-Paar gewechselt,
kann das Führungsradpaar das gleiche bleiben, es brauchen nur die einfacheren Wechselräder
gewechselt zu werden. Voraussetzung ist allerdings, daß die Achskreuzwinkel die
gleichen bleiben.
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Da sich mit den Achskreuzwinkeln auch der Achsabstand zwischen der
Werkzeugspindel 623 und der Welle 630 ändert, müssen für jeden Achskreuzwinkel auch
bei einer 1 : 1-Übersetzung der Wechselräder gesonderte Wechselräder vorhanden sein.
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Die Vorrichtung ist in gegenüber der Zeichnung geringfügig abgewandelter
Ausführung auch zum Herstellen oder Bearbeiten von innenverzahnten Werkstücken geeignet:
statt wie gezeigt zwei sind dann drei Wechselräder erforderlich, um die Drehrichtung
des Werkzeugs 621 der des innenverzahnten Werkstücks anzupassen. Drei Wechselräder
sind auch erforderlich, wenn mit einem innenverzahnten Werkzeug gearbeitet werden
soll statt wie gezeichnet mit einem außenverzahnten.
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Begriffsliste 620 Werkstück 621 Werkzeug 622 Welle (kerkstückspindel)
b23 Werkzeugspindel 624 Achskreuzpunkt von 620, 621 625 erstes Meisterrad 626 zweites
Meisterrad 627 Welle 628 erstes Führungsrad 629 zweites Führungsrad 630 Welle 631
Achskreuzpunkt von 628, 629 632 633) Wechselräder 634 Bremse 635 kupplung 636 Gehäuse
637 Spritzschutz 638 Motor