DE347937C

DE347937C - Bevel gear cutting machine working according to the rolling process, preferably by means of a curved belt drive

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Publication number: DE347937C
Application number: DENDAT347937D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1922-01-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf solche Maschinen zum Stoßen, Fräsen usw., insbesondere aber zum Schleifen vorgeschnittener Evolventenzahnprofile von Kegelradverzahnungen nach dem Abwälzverfahren, bei denen die Abwälzbewegung in eine Drehbewegung um die Achse des Werkstückes und in eine Schwingbewegung um eine durch die Kegelspitze gehende Achse zerlegt ist. Die Erfindung besteht darin, daß mit der feststehenden Grundplatte der Maschine ein Bogenstück mit mehreren konzentrischen feststehenden Rollbogen verbunden ist, dessen Rollband auf eine an dem Drehtisch gelagerte, an der 1-5 Schwingbewegung des letzteren teilnehmende Rolle läuft, deren Drehung durch eine Welle, eine weitere mit dieser fest verbundene Rolle und ein Band auf einer Rolle und einen damit verbundenen Schwingbogen übertragen wird; letztere Rolle und der Schwingbogen sind gleichachsig mit der durch die Kegelspitze gehenden Achse des Werkzeugträgerbockes gelagert. Von diesem Schwingbogen führt ein Band auf eine Rolle, von welcher aus, wiederum mittels eines Bandes, ein rechtwinklig zur Werkstückachse hin und her verschiebbarer Wagerechtschlitten bewegt wird, welcher mittels eines Ausgleichhebels einen parallel zu dem ersten geführten zweiten Schlitten antreibt, von welchem aus mittels weiterer Bänder die Drehbewegung auf die das Werkstück aufnehmende Spindel übertragen wird, so daß in Verbindung mit der Schwingbewegung des Drehtisches die Wälzbewegung des Werkstückes hervorgerufen wird.The invention relates to such machines for slotting, milling, etc., but in particular for grinding pre-cut machines Involute tooth profiles of bevel gears using the hobbing process, in which the rolling movement in a rotary movement around the axis of the workpiece and in a Oscillating movement is decomposed about an axis going through the cone tip. The invention is that with the fixed base plate of the machine a bow piece is connected to several concentric fixed roll arch, its roll band on one mounted on the turntable, participating in the 1-5 oscillating movement of the latter Roll runs, the rotation of which by a shaft, another role firmly connected to this and transferring a tape on a reel and a swing arch connected thereto; the latter role and the swing arch are coaxial with the one created by the tip of the cone going axis of the tool carrier block. From this swing arch a belt leads to a roll, from which again by means of a belt that can be moved back and forth at right angles to the workpiece axis Horizontal slide is moved, which by means of a compensating lever, a second guided parallel to the first Drives the carriage, from which the rotary movement is carried out by means of additional belts the workpiece receiving spindle is transmitted so that in connection with the Oscillating motion of the turntable caused the rolling motion of the workpiece will.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes als Schleifmaschine arbeitend dargestellt, und zwar ist:
Abb. ι ein Aufriß,
Abb. 2 ein Grundriß,In the accompanying drawing, an example embodiment of the subject of the invention is shown working as a grinding machine, namely:
Fig. Ι an elevation,
Fig. 2 a floor plan,

Abb. 3 eine ■ Stirnansicht mit teilweisem Schnitt undFig. 3 a ■ front view with partial section and

Abb. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. i.
Auf der Grundplatte ι ruht auf ebenen Gleitflächen ein um einen Zapfen 2 schwenk« barer Drehtisch 3 mit Lagerarmen 4^a und 4?. In diesen Armen stecken Zapfen 5° und 5^S, um welche ein Werkstückträgerbock 6 schwingen kann. Zu seiner Einstellung· dient ein im Lagerarm 4⁶ gelagertes Zahnrad 7 und ein am Werkstückträgerbock 6 angegossener Zahnbogen 8. Die Feststellung des Werkstückträgerbockes 6 erfolgt mittels Schraube 9, welche in eine Nut des Lagerarmes 4? greift und durch einen Ansatz 11 am schwingbaren Trägerbock hindurch sich erstreckt. Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. I.
On the base plate rests on flat sliding surfaces a rotary table 3 which can be pivoted about a pin 2 and has bearing arms 4 ^a and 4. In these arms there are pins 5 ° and 5 ^S , around which a workpiece support bracket 6 can swing. A gear wheel 7 mounted in the bearing arm 4 ⁶ and a toothed arch 8 cast on the workpiece support bracket 6 are used to adjust it. engages and extends through a projection 11 on the swingable support bracket.

Zur Erzeugung der Wälzbewegung des Werkstückes ist folgende Vorrichtung vorgesehen: The following device is provided to generate the rolling motion of the workpiece:

Auf der Hauptantriebswelle 12 (Abb. i, 2, 4), welche durch Riementrieb 13 und S tufenscheibe 14 angetrieben wird, sitzt eine Schnecke 15, welche eine als Schneckenrad ausgebildete Kurbelscheibe 16 dreht. Von letzterer wird durch eine Kurbelstange 17 der Drehtisch 3 hin und her geschwungen. Mit dem in der Grundplatte 1 festsitzenden Drehzapfen 2 ist ein Bogenstück 18 fest verbunden, welches mit mehreren zum Zapfen konzentrischen Zylinderfläch en 19 von verschiedenen Halbmessern versehen ist. An einer der Zylinderflächen 19 ist mit seinem inneren Ende ein Stahlband 20 befestigt, das mit seinem äußeren Ende auf einer Rolle 21, welche auf einer Welle 22 sitzt, fetsgemacht ist. Letztere ist im Drehtisch 3 gelagert und trägt an ihrem oberen Ende eine Rolle 23. An dieser ist ein Stahlband 24 befestigt, welches über eine Rolle 25 läuft. Letztere ist mit einem Schwingbogen 26 auf dem Zapfen s^ffi drehbar gelagert und mit dem Schwingbogen so verschraubt, daß diese beiden Teile 25, 26 in derUmfangsrichtung gegeneinander verschoben werden können, wodurch ein Ausgleich der Bandlängen bei verschiedenen Lagen des Werkstückträgerbockes 6 erfolgen kann. Ein Band 27 verbindet den Schwingbogen 26 mit einer Rolle 28, welche auf dem Werkstückträgerbock 6 gelagert ist. Da die Abrollungsebenen der beiden Bänder 24 undOn the main drive shaft 12 (Fig. 1, 2, 4), which is driven by a belt drive 13 and step pulley 14, sits a worm 15 which rotates a crank disk 16 designed as a worm wheel. The turntable 3 is swung back and forth from the latter by a connecting rod 17. With the pivot pin 2 fixed in the base plate 1, an arcuate piece 18 is fixedly connected, which is provided with several cylindrical surfaces 19 concentric to the pin and of different radiuses. A steel band 20 is fastened at its inner end to one of the cylinder surfaces 19, the outer end of which is fastened to a roller 21 which is seated on a shaft 22. The latter is stored in the turntable 3 and carries a roller 23 at its upper end. A steel belt 24, which runs over a roller 25, is fastened to this. The latter is rotatably supported by an oscillating arch 26 on the pin s ^{ffi and screwed to the oscillating arch in} such a way that these two parts 25, 26 can be displaced against one another in the circumferential direction. A belt 27 connects the swing arch 26 to a roller 28 which is mounted on the workpiece support bracket 6. Since the unwinding planes of the two belts 24 and

27 senkrecht zueinander stehen, so sind diese ; Bänder geteilt und mit je einer Klemme 29 bzw. 30 mit senkrecht zueinander stehenden Schlitzen verbunden. Der Halbmesser des Schwingbogens 26 kann durch Abwechseln, d. h. Aufsetzen von anderen Schwingbogen, ' geändert werden, wobei den verschiedenen , Lagen des Stahlbandes 27 durch die große Breite der Rolle 28 Rechnung getragen ist , (Abb. 3). Die Rolle 28 überträgt die ihr durch Band 27 erteilte Bewegung mittels Bandes 31 auf einen unteren Wagerechtschlitten 32 des schwenkbaren Werkstückträgerbockes 6. Auf den Schlitten 32 wirkt eine Zugfeder 33 ein. Diese Feder spannt die verschiedenen obengenannten Stahlbänder und bewirkt den Rückgang des Schlittens 32 und der angehängten Bewegungsglieder. Die Bewegung des linieren Schlittens 32 wird auf einen oberen Wagerechtschlitten 34 mittels eines zweiarmigen Hebels 35 übertragen. Dieser Hebel 35 ist in der Mitte in einem Bock 36 gelagert, welcher auf einer Leiste 37 des schwingbaren Werkzeugträgerbockes 6 hin und her geschoben werden kann, wodurch innerhalb gewisser Grenzen eine beliebige Hebelübersetzung erreicht wird. Leiste 37 und Bock 36 sind mit Strichteilungen versehen. Auf den beiden Wagerechtschlitten 32, 34 sind Rollen 38 angeordnet, , und sie werden· durch Federn 39 (wovon nur. | eine in der Zeichnung sichtbar ist, da das Band 31 die zweite verdeckt) gegen den zwei- i armigen Hebel 35 gedrückt, dessen Dreh- , zapfenachse parallel zu den Rollenachsen und ; in deren Ebene liegt. j27 are perpendicular to each other, these are; Ribbons divided and each with a clamp 29 or 30 with perpendicular to each other Slots connected. The radius of the swing arc 26 can be changed by alternating, d. H. Putting on other swinging arches, 'can be changed, whereby the different, Layers of the steel strip 27 is taken into account by the large width of the roller 28, (Fig. 3). The roller 28 transmits the movement imparted to it by belt 27 Belt 31 on a lower horizontal slide 32 of the pivotable workpiece support bracket 6. A tension spring 33 acts on the carriage 32. This spring tensions the various steel belts mentioned above and causes the carriage 32 and the attached moving members to retreat. The movement of the lined slide 32 is on an upper horizontal slide 34 transferred by means of a two-armed lever 35. This lever 35 is in the middle mounted on a bracket 36, which is mounted on a bar 37 of the swingable tool carrier bracket 6 can be pushed back and forth, creating any Leverage is achieved. Bar 37 and bracket 36 are provided with graduations. On the two horizontal sleds 32, 34 are rollers 38, and they are · by springs 39 (of which only. | one is visible in the drawing because the band 31 conceals the second) against the two i armed lever 35 pressed, the pivot axis of which is parallel to the roller axes and; in whose plane lies. j

Infolge der wagerechten Längsführung der Schlitten 32, 34 sind sämtliche Eigengewichte in jeder Lage des schwenkbaren- Bockes ausgeglichen. In Querführungen des Schlittens | 34 hängt ein Rollbandträgerkasten 40 mit Spannvorrichtung, der durch Bänder 41 mit einem Rollbogen 42 verbunden ist. Letzterer | ist auf eine Hohlspindel 43, in der die eigentliehe einstellbare Werkstückhalterspindel kuppelbar sitzt, aufgeschraubt. Am hinteren Teil der Hohlspindel 43 ist in einem Gehäuse ', 45 die nicht dargestellte, übliche, selbsttätige | Teilvorrichtung angeordnet. IAs a result of the horizontal longitudinal guidance of the carriages 32, 34, all dead weights are balanced in every position of the pivoting bracket. In lateral guides of the slide | 34 hangs a roller band carrier box 40 with a tensioning device, which is connected to a roller arch 42 by bands 41. The latter | is screwed onto a hollow spindle 43 in which the actually adjustable workpiece holder spindle can be coupled. On the rear part of the hollow spindle 43 is in a housing ', 45, the usual, automatic | Dividing device arranged. I.

Zur Erzeugung der Werkzeugbewegung ist | folgende Vorrichtung vorgesehen: iTo generate the tool movement, | the following device is provided: i

Auf der Hauptantriebswelle 12 sitzt ein Kegelrad 50, welches durch ein Kegelrad 51 die schräge Welle 53 antreibt, deren Bewegung über die Kegelräder 52 und 54 auf die \ wagerechte Welle 55 übertragen wird. Letztere treibt mittels der beiden Schnecken 56^s und 56^s die Schneckenräder 57° und 57^s an, welche unter Vermittlung von Kurbeln 58° bzw. 58* und Kurbelstangen 59° bzw. 59^s die j beiden Werkzeugstößel 6o^a und 60* in der , Richtung der Erzeugenden des Teilkegels des Werkstückes hin und her bewegen. Jeder Werkzeugstößel liegt in einem Führungsschlitten 61 "■ bzw. 6i^&, welcher um eine senkrechte Achse in der zylindrischen Führung 02^a bzw. 62^δ in die Richtung der Zahnflanken eingestellt werden kann. Auf jedem Stößel ist ein Motor 63° bzw. 63* angeordnet, welcher durch einen Riemen 64® bzw. 64^s und eine Zwischenwelle 65® bzw. 65^s, einen Riemen 66^a bzw. 66^& und eine Welle 6y^a bzw. 6f die Schleifscheibe 68^ffi bzw. 68⁶ antreibt. Jeder Werkzeugstößel trägt vorn einen Kopf 69^a bzw. 69^s, welcher in nicht gezeichneten Führungen in der Höhe und seitlich sowie um eine Längsachse verdreht werden kann und eine beliebige Einstellung des Werkzeuges ermöglicht. Die Nachstellvorrichtung jeder Schleifscheibe ist in einem Gehäuse 70® bzw. /O^& angeordnet. Die beschriebenen Antriebe ändern sich bei der Anordnung von nur einem Werkezugträger nicht.On the main drive shaft 12 is seated, a bevel gear 50 which drives the oblique shaft 53 by a bevel gear 51, whose movement is transmitted through the bevel gears 52 and 54 to the \ dare right shaft 55th The latter drives the worm wheels 57 ° and 57 ^s by means of the two worms 56 ^s and 56 ^s , which, with the aid of cranks 58 ° and 58 * and connecting rods 59 ° and 59 ^s, the two tool rams 6o ^a and 60 * in the Move back and forth in the direction of the generatrix of the partial cone of the workpiece. Each tool ram lies in a guide carriage 61 "■ or 6i ^& , which can be adjusted around a vertical axis in the cylindrical guide 02 ^a or 62 ^δ in the direction of the tooth flanks. A motor 63 ° or 63 * is on each ram. arranged, which drives the grinding wheel 68 ^ffi or 68 ⁶ through a belt 64® or 64 ^s and an intermediate shaft 65® or 65 ^s , a belt 66 ^a or 66 ^& and a shaft 6y ^a or 6f carries a head 69 ^a or 69 ^{s at the} front, which can be rotated vertically and laterally as well as around a longitudinal axis in guides not shown and allows any setting of the tool ^& disposed. the actuators described do not change in the arrangement of only one Werkezugträger.

Wie aus den Abbildungen zu ersehen ist, geht die Achse des Drehtisches 3 und die Schwenkachse des Werkstückträgerbockes 6 durch die Spitze des Teilkegels des Kegelrades. As can be seen from the figures, the axis of the turntable 3 and the Pivot axis of the workpiece support bracket 6 through the tip of the partial cone of the bevel gear.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kegelräderschleifmaschine ist wie folgt:The mode of operation of the bevel gear grinding machine described is as follows:

Wie bei den meisten Kegelzahnradbearbeitungsmaschinen findet auch bei der beschriebenen Maschine neben einer Drehung des Werkstückes um die Kegelachse eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug nach Art einer Abrollbewegung statt, die eine Schwingbewegung um die Kegelmantelspitze als Schwingachse darstellt, wobei jeder Punkt des Kegels um beide Dreha:hsen gleiche Weglängen beschreibt. Dabei stellen die Ebenen der Schleifscheibe die Zahnflanke eines stillstehenden ideellen Planrr.des dar, auf welchem das Kegelrad sich abwälzt.As is the case with most bevel gear machines, this also takes place in the case of the one described Machine in addition to a rotation of the workpiece around the cone axis, a relative movement between the workpiece and the tool in the manner of a rolling movement, which represents an oscillating movement around the tip of the cone jacket as an axis of oscillation, with every point of the cone around both rotations describes the same path lengths. Included the planes of the grinding wheel represent the tooth flank of a stationary ideal Planrr.des represents on which the bevel gear rolls.

Bei der beispielsweise beschriebenen Ma- i°5 srhine wird durch die Hauptantriebswelle 12, die Schnecke 15, das Schneckenrad 16 und durch' dieses mittels der Kurbelstange 17 der Drehtisch 3 in hin und her schwingende Bewegung versetzt. Weil dabei die Welle 22 n° mit den darauf festsitzenden Rollen 21 und 23 mitschwingt, das Segment 18 aber feststeht, läuft das Stahlband 20 auf der Rolle 21 auf und ab. Durch die Rolle 23 und das Band 24 wird die Bewegung auf Rolle 25 und den damit verschraubten Schwingbogen 26 übertragen und von hier durch das Band 27 auf die Rolle 28. Die Bewegung der Rolle 28 hat ein Auf- bzw. Abrollen des Bandes 31 zur Folge, wodurch der untere Wagerechtschlitten 32 unter dem Zug des Bandes 31 einerseits und der Zugfeder 33 anderseits hinIn the case of the Ma- i ° 5 srhine described for example, the main drive shaft 12, the worm 15, the worm wheel 16 and through 'this by means of the connecting rod 17 of the Turntable 3 is set in a reciprocating motion. Because the shaft 22 n ° resonates with the fixed rollers 21 and 23, but the segment 18 is fixed, the steel belt 20 runs up and down on the roller 21. By role 23 and that Belt 24 is the movement on roller 25 and the swing arch 26 screwed to it transferred and from here through the belt 27 to the roller 28. The movement of the roller 28 results in the tape 31 rolling up or down, causing the lower horizontal slide 32 under the tension of the band 31 on the one hand and the tension spring 33 on the other hand

und her gezogen wird, bei Schwingung des Drehtisches, nach rechts, also in der Pfeilrichtung A, bzw. nach links. Durch den zweiarmigen Hebel 35 wird die Hin- und Herbewegung des unteren Wagerechtschlittens 32 auf den oberen Wagerechtschlitten 34, welcher die Bandspannvorrichtung 40 trägt, übertragen und mittels der Bänder 41 und des Rollbogens42 eine Hin- und Herdrehbewegung des Kegelradwerkstückes 71 erzeugt, und zwar bei Schwingung des Drehtisches 3 in der Pfeilrichtung A in Uhrzeigerrichtung und umgekehrt. Die beiden Bewegungen des Werkstückes 71, nämlich die Schwingbewegung um seine Spitze und die Drehbewegung um seine Achse, sind somit einander entsprechend erzeugt.and is pulled here, when the turntable vibrates, to the right, i.e. in the direction of the arrow A, or to the left. By means of the two-armed lever 35, the reciprocating movement of the lower horizontal slide 32 is transmitted to the upper horizontal slide 34, which carries the belt tensioning device 40, and by means of the belts 41 and the rolling arc 42 a reciprocating movement of the bevel gear 71 is generated, namely with oscillation of the turntable 3 in the direction of arrow A clockwise and vice versa. The two movements of the workpiece 71, namely the oscillating movement about its tip and the rotary movement about its axis, are thus generated corresponding to one another.

Um für die verschiedenartigen Räder und Verzahnungen das richtige Verhältnis der Dreh- und der Schwingbewegung zu erhalten, sind am feststehenden Bogenstück 18 drei Zylinderflächen 19 mit verschiedenen Halbmessern angeordnet; ferner ist dafür gesorgt, daß Rollbogen 26 und Rollbogen 42 mit verscbiedenen Halbmessern versehen werden können, so daß mit verhältnismäßig wenigen auswechselbaren Teilen sich für jedes Kegelrad die richtigen Verhältnisse der Dreh- und der Schwingbewegung einstellen lassen, wo-3°. bei die letzten feinsten Ausgleichungen durch den Hebel 35 erreicht werden, so daß Wechselräder nicht nötig sind.In order to find the correct ratio of the To obtain rotary and oscillating movement, there are three on the fixed bend 18 Cylinder surfaces 19 arranged with different radiuses; it is also ensured that that roll arch 26 and roll arch 42 are provided with different radiuses can, so that with relatively few interchangeable parts for each bevel gear set the correct proportions of the rotary and the oscillating movement, where -3 °. at the last finest adjustments can be achieved by the lever 35, so that change gears are not necessary.

Die Werkzeuge 68^a, 68⁵ bewegen sich während des Arbeitens in bekannter Weise in der Richtung der Teilkegelmantellinien hin und her, und zwar zueinander in entgegengesetztem Sinne, so daß, wenn der eine Stößel in der vordersten Stellung ist, der andere sich in der hintersten befindet. Das Teilen kann in bekannter Weise während des Wälzens oder bei stillgesetztem Werkstück stattfinden. Die Geschwindigkeit der Stößelbewegung sowie deg> Schwingbewegung des Drehtisches 3 kann durch die Stufenscheibe 14 sowie durch die nur schematisch angedeuteten Differentialgetriebe 46 und 47 verändert werden. Ferner können die Bewegungen der Stößel während des Teilens durch nicht dargestellte Kupplungen stillgesetzt werden.The tools 68 ^a , 68 ⁵ move while working in a known manner in the direction of the partial cone surface lines back and forth, namely to each other in opposite directions, so that when one plunger is in the foremost position, the other is in the rearmost is located. The dividing can take place in a known manner during the rolling process or when the workpiece is at a standstill. The speed of the ram movement and the oscillating movement of the turntable 3 can be changed by the stepped disk 14 and by the differential gears 46 and 47, which are only indicated schematically. Furthermore, the movements of the plungers can be stopped during the splitting by clutches (not shown).

Bei der beschriebenen Maschine erfolgt die Übertragung der Schwingbewegung des Tisches 3 auf die Drehbewegung des Werkstückes 71 um seine Achse unter ausschließlicher Verwendung von Rollen und Stahlbändern, welche aber auch teilweise oder ganz durch andere Übertragungsmittel, z. B. Zahnräder mit Zahnstangen usw., ersetzt werden können, besonders wenn größere Kräfte, wie beim Hobeln oder Fräsen, auftreten.In the machine described, the transmission of the oscillating movement takes place Table 3 to the rotary movement of the workpiece 71 about its axis under exclusive Use of rollers and steel belts, but some or all of them by other means of transmission, e.g. B. gears with racks, etc., are replaced can occur, especially when greater forces occur, such as when planing or milling.

Claims

60 patent claims:

i. According to the Abwäl'zverfahren, preferably bevel gear cutting machine operating by means of a curved belt transmission, in which the rolling motion turns into a rotary motion around the axis of the workpiece and into an oscillating motion is decomposed about an axis passing through the cone apex, characterized in that that in order to derive these movements from one another by means of a cylindrical roll arch running up and down Steel strips with the fixed base plate (1) on which the around a the cone tip intersecting axis of a pin (2) by any means swinging the turntable (3) back and forth Workpiece holder slides, a curved piece (18) with several, concentric RoIlbogen (19) is connected, the conveyor belt (20) on one of the turntable (3) mounted, resonating roller (21) runs, the rotation of which by a shaft (22), a roller (23) and a belt (24) on a roller (25) and one connected to it Swing arch (26) is transmitted, which is coaxial with the axis of rotation of the Tool carrier block (6) are mounted, from where said movement · means a belt running over a roller (28) mounted on the workpiece support frame (27) is transferred to a horizontal slide (32) moving back and forth at right angles to the workpiece axis, which by means of double-armed Hebeis (35) drives a horizontal slide (34) guided parallel to it, from the one from roller belts (41) has a cylindrical, with the hollow workpiece holder spindle (43) rigidly connected, mounted in the tool support bracket and oscillating roll arch (42) move and thereby rotate the tool spindle back and forth.

2. Bevel gear cutting machine according to claim 1, characterized in that the setting of the ratio of the oscillating and the rotary movement ¹ for any wheel and each toothing by replacing the rolling arch (19, 26, 42) together with the change in the lever arm ratio of the doppelarmigeii lever ( 35) is achieved.

For this purpose ι sheet of drawings.