DE357334C - Maschine zum Schneiden von Stirn- und Kegelraedern mit geraden oder schraubenfoermigen Zaehnen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 23. AUGUST1922

RE IC HS PATE NTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 357334 KLASSE 49 a GRUPPE 51

(G 47&I 1/40 a'J

Jules Herve Geffroy und Alexander Paul Fleury in Paris.

Maschine zum Schneiden von Stirn- und Kegelrädern mit geraden oder schraubenförmigen Zähnen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Februar 1919 ab.

I. Allgemeines.

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schneiden von Kegelrädern mit geraden oder schraubenförmigen Zähnen mittels eines besonderen Fräsers. Die zu schneidenden Räder sind in Abb. 30 bis 34 dargestellt, und zwar zeigen Abb. 30 und 31 ein Kegelradgetriebe mit geraden Zähnen und Abb. 32 ein solches mit schraubenförmigen Zähnen. Abb. 33 und 34 zeigen den Eingriff des Fräsers in die Werkstücke zwecks Herstellung der beiden genannten Zaihnradformen. Es ist natürlich auch möglich, statt der Kegelräder Stirnräder und Schraubenräder herzustellen.

Dem Werkstück wird entsprechend der Form, die es erhalten soll, eine bestimmte Bewegung erteilt, und der Fräser, der sich ununterbrochen dreht, verschiebt sich außerdem entsprechend.

Der Fräser besitzt mehrere gleiche und in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagerte Werkzeuge, deren Anordnung derart ist, daß das Schärfen derselben erleichtert und eine ίο sehr leichte Einstellung ermöglicht wird. Diese Werkzeuge, die aus· Stahlstangen von quadratischem Querschnitt bestehen, lassen sich leicht herstellen und ersetzen. Man verwendet einen Fräser von großem Durchmesser, weshalb man eine große Zahl von Werkzeugen verwenden kann. Infolge des ununterbrochenen Vorschreitens dieses Fräsers während der Arbeit erhält man eine große Leistung.

Die neue Maschine unterscheidet sich von solchen ähnlicher Art dadurch, daß dieselben Organe Zähne von verschiedenem Einheitsmaß oder Modul ohne verwickelte und teure Vorbereitung" schneiden können. Bei den bisherigen Maschinen sind die Einstellungen kompliziert und erfordern eine Zeit, die sich nicht bezahlt macht, wenn nur wenige .Stücke geschnitten werden sollen. Bei der neuen Maschine dagegen ist die Einstellung besonders einfach und schnell. Die geringe hierfür notwendige Zeit verteuert kaum die Schneidkosten, selbst wenn nur einige wenige Stück herzustellen sind, während man mit den bekannten Maschinen wirtschaftlich nur mit großen Serien arbeiten kann. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel.

Abb. ι ist eine schematische Darstellung des Grundprinzips, nach dem die Maschine arbeitet.

Abb. 2 ist eine Vorderansicht der Maschine, Abb. 3 eine Endansicht von rechts, Abb. 4 eine solche von links, Abb. 5 ein Grundriß, und
Abb. 6 ist ein Querschnitt durch den Fräserträger nach Linie S-T der AbIb. 5,

Abb. 6a ein halber Schnitt durch den Tisch 15 und den Schlitten 16,

Abb. 6b ein halber Grundriß des Schlittens 16,
Abb. 7 eine Einzelheit des Fräsers,

Fig. 8 ein Längsschnitt durch die Achse der Maschine,

Abb. 9 ein solcher nach Linie A-B der Abb. _5j

Abb. 10 ein Querschnitt nach Linie C-D der Abb. 5, ^%

Abb. 11 ein Längsschnitt nach Linie E-F der Abb. 5,

Abb. 12 ein Schnitt nach Linie F-G der Abb. 5,

Abb. 13 eine Profilansicht des Rades 101, Abb. 14 eine Seitenansicht von rechts nach /-/-/-/ der Abb. 5,

Abb. 15 ein wagerechter Schnitt nach Linie K-L der Abb. 4,

Abb. 16 ein Querschnitt durch die Supporte 152,

Abb. 17 ein wagerechter Schnitt nach Linie M-N der Abb. 3,

Abb. 18 ein Querschnitt durch den das Werkstück tragenden Schlitten,

Abb. 19 eine Ansicht von rechts auf die Teilung,

Abb. 20 ein wagerechter Schnitt nach Linie 0-P der Abb. 3,

Abb. 21 ein Längsschnitt nach Linie Q-R der Abb. 20,

Abb. 22 bis 24 Einzelheiten der Vorrichtung zur Erzielung von halben Gängen,

Abb. 25 die Einstellung der Werkzeuge, Abb. 26 eine schematische Ansicht, die die verschiedenen Stellungen des Fräsers während seiner Einstellung zeigt,

Abb. 27 die Anordnung- des zu schneidenden Radwerkstückes auf seiner Spindel,

Abb. 28 die Buchse für die Einstellung des zu schneidenden Radwerkstückes,

Abb. 29 eine geometrische Darstellung, Abb. 30 und 31 in Ansicht und Schnitt ein Kegelradgetriebe mit geraden Zähnen und Abb. 32 ein solches mit Schraubenzähnen. Abb. 33 und; 34 zeigt in Ansicht von unten den Eingriff des Fräsers in die beiden erwähnten Zahnradformen.

II. Das Prinzip.

Es sei α (Abb. 1) die Spitze des Kegels eines einfaöhen Kegelrades, b der Grundkreis dieses Kegels, c der Grundkreis eines in das Kegelrad eingreifenden Kronenrades iuo (s. Abb. 31), B und C die entsprechenden Achsen des Kegels und des Stirnrades und d ihre gemeinsame Erzeugende. E sei ferner die Flankenfläche eines schraubenförmig gerundeten Zahnes des Rades c, die durch den Berührungspunkt / der Kreise b und c geht, und die Linie g ihre Schnittlinie mit der Ebene des Kreises c. Die entsprechende in der Zeiöhnung nicht ersichtliche Fläche e des Zahnes des Kegelrades wird die Abwicklung der Fläche E sein, sobald das Kegelrad auf dem Rad c rollt. Wenn nämlich die beiden Räder sich so drehen, daß ihre Relativbewegung ein Rollen ist, so wird die Fläche E in jeder Stellung die Fläche e tangieren.

Nehme man zur Vereinfachung als Fläche E eine Ebene an, so wird die Linie g eine Gerade und der Schnitt dieser Ebene mit einer Ebene, die zur Erzeugenden d im Punkte / senkrecht steht, wird das Profil H einer Zahnflanke eines Zahnes i des Kronenrades sein. Die Abwicklung von E wird dann eine Fläche

sein, die als Leitlinie an dem Kegelrad die ! Abwicklung von g, d. h. die kegelförmige i Schraubenlinie k haben wird. ■

Für das Schneiden eines schraubenförmi- ■ gen Zahnes verwendet man einen Fräser mit übereinstimmenden Werkzeugen, den man so ' anordnet, daß seine Achse senkrecht zur Ebene E ist, und daß eine Endkante jedes Werkzeuges als Schneidekante in dieser Ebene

ίο arbeitet. Bei diesen Verhältnissen werden alle diese Kanten die Ebene E während der Umdrehung des Fräsers beschreiben. j

Dieser Fräser muß derart eingestellt wer- j den, daß seine Arbeitsebene durch die Linie g geht. Es muß also der Abstand a-m des Mittelpunktes des Stirnrades von der Linie g I = α f sin α sein, wobei α der Winkel zwischen den Linien α f und g ist. Nimmt man α zu i

30° an, so ist am = —*-.

In der Praxis wird der Abstand des Fräsers von der Achse C durch die Tische bestimmt. Die Werkzeuge werden also so angeordnet, daß sie sich parallel zueinander verschieben, also in beliebige Höhe gebracht werden können.

Es genügt dann, den den Fräser tragenden Schlitten sich um die Achse C drehen zu lassen, um ihn der idealen Bewegung des Rades c folgen zu lassen und dem zu schneidenden Rad eine entsprechende Drehbewegung zu geben, damit der Fräser die Fläche e des Zahnes dieses Rades ununterbrochen schneidet.

Wenn man den Fräser so einstellt, daß seine Angriffsebene durch den Punkt α geht, indem er beispielsweise der Linie α f folgt, so schnei- I det man ein Kegelrad mit geraden Zähnen. 1 Es ist klar, daß zwischen dieser Grenze und j

der der Linie g die Stellung des Fräsers geändert werden kann, je nach der Steigung der Schraubenlinie, welche man für den Schnitt j des Zahnes haben will. .1

Schließlich gestattet dasselbe Werkzeug ; Stirnräder mit geraden oder schraubenförmigen Zähnen zu schneiden. Die Ebene E stellt dann die Ebene einer Fläche eines geraden j oder schrägen Zahnes einer Zahnstange dar, | die mit dem zu schneidenden Rad in Eingriff :

steht.

III. B e s c h r e i b u.n g. . \

Zum näheren Verständnis sei besonders auf j

die Abb. 2 bis S und auf die in der weiteren | Beschreibung erwähnten Einzeldarstellungen ^!

der Abbildungen verwiesen. |

Die neue Schneidemaschine setzt sich aus j

zwei verschiedenen, aber zusammen wirken- j den Gruppen von Einrichtungen zusammen: i

r. der den Fräser tragenden Einrichtung i oder dem Fräserträger und

2. der das Werkstück, d. h. das zu schneidende Rad tragenden Einrichtung. . - Diese beiden Gruppen sitzen auf einer Plattform 10.

a) Der Fräserträger besitzt einen kreisförmigen, auf der Plattform 10 befestigten Sitz 11 (Abb. 2, 6) und einen unteren, drehbaren Teil 12, der auf dem Zahnkranz 13 zentriert ist. Man kann indessen diesen Teil 12 gegenüber dem Kranze 13 um einen bestimmten geringen Winkel drehen. Zu diesem Zweck ist der Zahnkranz 13 bei 131 (Abb. 22 bis 24) unterbrochen und trägt hier Lager 132 für eine Schraubenwelle 133 mit einem Vierkant 169 an einem Ende. Diese Schraubenwelle greift in einen am Teil 12 befestigten Zahiisektor 134 ein. Schlitze 135 in dem unteren Teil des Teiles 12 gestatten nach Lösung von Schrauben 14 seine Teildrehung. Die Größe dieser Teildrehung kann an einer Millimeterteilung des Zahnkranzes 13 abgelesen werden.

Auf dem Teil 12 (Abb. 6) kann sich ein Tisch 15 verschieben. Eine Schraube 136 mit flachgängigem Gewinde, die am Teil 12 festsitzt, nimmt eine am Schlitten 15 sitzende Mutter 137 mit.

In entsprechender Weise erhält man auf dem Tisch 15 die Querverschiebung eines oberen Schlittens 16. Die Verstellungen dieser 9" beiden Schlitten zueinander können an einer passenden Millimeterteilung abgelesen werden. Der Tisch 15 trägt Schlitze 165 zur Aufnahme von Zapfen 166, die diesen Tisch am Teil 12 befestigen. Derselbe Tisch 15 trägt gleichfalls Schlitze 167 (Abb. 6a) für Bolzen 168 zu seiner Befestigung an dem Schlitten 16. Letzterer hat (Abb. 6) eine Kreisführung" 138 zur Aufnahme von Bolzen 139 zur Verbindung mit einem kreisförmigen Ständer 17, der den Fräser 18 trägt. Dieser Fräserständer 17 nimmt während der Arbeit ztun Tisch 15 die eine oder die andere von zwei diametral entgegengesetzten Stellungen ein, die man durch Drehung um 90⁰ nach rechts oder nach links von der in Abb. 6 dargestellten Stellung erhält. Diese beiden Verstellungen sind an den Schlitten 16 und 17 vermerkt.

Der Fräser 18 erhält in folgender Weise seine ununterbrochene Drehung: Die wagerechte Hauptwelle 20 (Abb. 5), die ihren Antrieb von der Scheibe 19 erhält, trägt an ihrem anderen Ende ein Kegelrad 21, das mit einem Kegelrad 22 in Eingriff steht. Dieses sitzt auf einer Welle 23 mit einem Zahnrad 24 (Abb. 6) am anderen Ende, das mit einem Rad 25 in Eingriff steht. Dieses sitzt auf einer senkrechten, in der Achse des Fräserträgers gelagerten Welle 26, die am oberen Ende ein Kegelrad 27 trägt, das mit einem auf der im Innern des Teiles 12 gelagerten Welle 29

sitzenden Kegelrad 28 in Eingriff steht. An einem ihrer Enden trägt die Welle 29 ein Zahnrad 30, das mit einem auf einer wagerechten und zur Welle 29 parallelen Welle 32 sitzenden Zahnrad 31 in Eingriff steht. Diese Welle 32 besitzt eine Längsnut 140, in welcher sich der Keil eines Kegelrades 33 führt. Dieses steht mit einem mit einem Zahnrad 35 verbundenen Kegelrad 34 in Eingriff. Das Kegelrad 33 stützt sich gegen ein am Tisch 15 festsitzendes Lager 141, und das mit 35 fest verbundene Zahnrad 34 dreht sich in einem Lager 142, das gleichfalls am Tisch 15 befestigt ist.

¹S Das Stirnrad 35 greift in ein Rad 36 ein, das auf einer mit Längsnut 143 versehenen Welle 37 aufgekeilt und im Innern des Tisches 15 angeordnet ist. Ein durch das am Schlitten 16 feste Lager 144 geführtes Kegelrad 38 ^a0 steht ständig in Eingriff mit einem Kegelrad 39, das auf einer senkrechten, in der Achse des Kreislagers für den Schlitten 16 und den Fräserträger 17 befestigten Welle 40 fest angeordnet ist. Nach dem oberen Teil der Welle 40 zu ist ein Kegelrad 41 befestigt, das mit einem Kegelrad 42 in Eingriff steht. Dieses sitzt auf einer wagerechten Welle 43 (Abb. 2), die im Innern des Fräserträgers 17 angeordnet ist. Die Welle 43 trägt außerdem ein Stirnrad 44, das in ein Rad 45 eingreift. Dieses ist auf der Achse einer endlosen Schraube 46 angeordnet, die mit einem Schneckenrad 47 in Eingriff steht, das auf der an ihrem Ende den Fräser 18 tragenden Spindel 48 aufgekeilt ist.

Die Achse 48 ist um 20 ° zur wagerechten Ebene geneigt und trägt eine Scheibe 18, die die Werkzeuge 49 und 145 trägt. Diese sind in möglichst großer Zahl vorgesehen. Die Werkzeuge 49 stellen die Flanke einer Seite der Zähne her, und die Werkzeuge 145, die mit den vorhergehenden 49 abwechseln, bearbeiten den Grund der entgegengesetzten Flanke. Sie sind infolgedessen nach zwei Richtungen zu ⁴^ dem Radius geneigt, damit man sie schärfen kann, nachdem man sie gegen das äußere Ende ihres Sitzes verschoben und durch die Schrauben 147 (Abb. 7) festgestellt hat. Die Schneidkanten der die Arbeit vollendenden Messer 49 befinden sich in einer Ebene, die parallel zur Ebene des Werkzeugträgers 18 ist.

b) Der das Werkstück tragende Teil der

Maschine (Abb. 2, 4) besitzt ein Gestell 52, an dem ein Sektor 53 befestigt ist, durch den eine starke Achse 54 hindurchgeht. Diese endigt an einer Seite in einen Flansch 55 (Abb. 8), in dem fest zentriert, verkeilt und verschraubt das Bett 56 des schlittenförmigen Werkstückträgers 57 sitzt. Dieses Bett 56 wird an dem Kreisteil des Sektors 53 derart eingestellt daß es verschiedene Neigungen in ^; der senkrechten Ebene einnehmen kann. Sobald das Bett nach den Arbeitsbedürfnissen in eine bestimmte Neigung durch Drehung der Achse 54 eingestellt ist, wird es an dem Sektor S3 festgestellt durch Bolzen 148, die in , einer Kreisführung 149 gleiten. Die Neigungen werden an einer Gradeinteilung an der Peripherie des Sektors (Abb. 3) abgelesen, wobei ein passend angeordneter Nonius ein vollkommen genaues Ablesen ermöglicht.

Am anderen Ende der Welle 54 ist sehr fest durch vielfache Verkeilung und Stellstifte die Nabe einer Gleitbahn 59 (Abb. 8) befestigt. Eine Strebe 60 (Abb. 5), die an : ihren Enden sektorförmige Schuhe bildet, ist einerseits mit dem Bett 56 des Werkstückträgers 57 und andererseits mit der Gleitbahn oder Führung 59 fest verschraubt und verbolzt. Man erhält so ein unveränderliches Viereck, dessen Schwingachse die zentrale dicke Achse 54 und dessen drei andere Seiten ', die Gleitbahn 59, die Strebe 60 und das Bett 56 des Werkstiückträgers sind. Um die Verstellung dieses Vierecks zu erhalten, wird ein Vierkant 61 (Abb. 3) gedreht, der am Ende der Achse einer endlosen Schraube 62 sitzt, die in Eingriff mit einem gezahnten Halbring 63 steht. Dieser ist mit einem anderen halben Zahnrad 64 mit Arm 65 (Abb. 4 und 5) verbolzt. Der aus der Vereinigung der beiden Halbräder entstandene vollständige Ring dreht sich in einer Aussparung 66 (Abb. 8), die in einer Ausbauchung der Nabe des Sektors 53 vorgesehen ist, und der an der Strebe 60 angreifende Arm 65 (Abb. 9) zwingt das ganze Viereck zur Drehung um die Achse 54. Ein an dem Halbrad 64 befestigtes Gegengewicht (in der Zeichnung nicht dargestellt) hält das ganze System, das als »einstellbares Viereck« bezeichnet sei, im Gleichgewicht, um die zur Drehung notwendige Kraft zu verringern. In dem Bett 56 kann ohne Spiel der das Werkstück tragende Schlitten 57 gleiten, der durch Bolzen 150 (Abb. 18) festgestellt wird, sobald er die gewünschte Stellung eingenommen hat.

Die Strebe 60 (Abb. 5, 9, 10, 17) besitzt zwei senkrecht zu ihr stehende Arme 6o^B (Abb. 5), die Lager zur Aufnahme einer Welle 67 tragen. Das eine Ende 68 dieser Welle ist quadratisch und läßt sich mittels einer Kurbel drehen. Zwei an beiden Enden aufgekeilte Kegelräder 69 und 70 stehen mit anderen Kegelrädern 71 und 72 in Eingriff. Diese wiederum sind an den Enden zweier Schrauben 73 und 74 mit entgegengesetzter Steigung befestigt, die in Gleitstücke 75 und j6 eingreifen (Abb. 9), von denen das eine 75 mit einem am Werkzeugträger 57 sitzen- iao den Gehäuse yy fest verbunden ist (Abb. 17), während das zweite 76 einen Zapfen 78

(Abb. ίο) umgreift, der an einem auf der Verlängerung der Gleitbahn 59 verschiebbaren Gleitstück 79 sitzt.

Die beiden Gleitstücke 75 und 76 tragen eine wagerechte, parallel zu der Strebe 60 angeordnete Welle 8o, die die Drehung der das Werkstück tragenden Spindel 81 verursacht. Auf der Welle 20 (Abb. 5) des Hauptantriebes (Abb. 2, 8, 11, 12, 13) ist ein Zahnrad 84 angeordnet, das mit einem anderen auf einer zur Welle 20 parallelen Welle 86 befestigten Rad 85 in Eingriff steht (Abb. 11). Die Welle 20 trägt außerdem ein Zahnrad 87, das die Drehung auf ein anderes Rad 88 mittels des Zwischenrädes 89 überträgt. Die Welle 86 wird von an der Grundplatte 10 befestigten Lagerböcken 90 getragen. Die beiden Räder 84 und 87 sind lose auf der Welle 20 drehbar, jedes derselben ist aber mit je ao einem Kupplungsteil 91 und 92 verbunden, durch welche sie abwechselnd in Eingriff mit den Zähnen einer auf der Welle 20 aufgekeilten Kupplungsmuffe 93 kommen können, die in üblicher Weise mittels eines gewöhnlichen Kupplungshebels auf der Welle verschoben » werden kann. Wird die Muffe 93 in Eingriff

mit der Kupplung 92 gebracht, so dreht sich die Welle 86 in demselben Sinne wie die Welle 20, während sie sich in entgegengesetzter Richtung dreht, sobald man die Muffe 93 in 91 eingreifen läßt.

An einem Ende trägt die Welle 86 ein Kegelrad 94, das mit einem Kegelrad 95 in Eingriff steht, dessen Welle 165 ein Stirnrad 96 trägt (s. auch Abb. 4). Dieses greift in ein Rad 97 ein, dessen Welle 166 eine Klauenkupplung 98 trägt. Die Kupplung 98 wird mittels eines passenden Hebels nach jedem Arbeitsgang betätigt, um eine schnelle Rückwärtsdrehung des Werkstückrades herbeizuführen und nach jeder Rückwärtsbewegung einen neuen Arbeitsgang des Fräsers zu veranlassen. Sie bringt die schnelle Rückwärtsbewegung hervor, sobald sie in Eingriff mit den Klauen 99 eines Zahnrades 100 steht, das ■in ein Zahnrad 101 eingreift, das seinerseits wiederum mit einem auf einer Welle 103 (Abb. 12) aufgekeilten Zahnrad 102 in Eingriff steht. Auf dieser Welle sitzt außerdem noch ein Zahnrad 104, das in Eingriff mit einem mit Klauen 106 versehenen Zahnrad 105 ist. Mit diesen Klauen können die der Kupplung 98 für den Arbeitsgang in Eingriff kommen.

Die Zwischengetriebe 102 und 104 sitzen auf der Achse 103 einer Schnecke 107, durch die die Drehung einer konzentrisch zur Achse 54 gelagerten Buchse 108 (Abb. 8) erfolgt, die zu diesem Zwecke an einem Ende ein in Eingriff mit dieser Schnecke stehendes Zahnrad 109 trägt. Am anderen Ende trägt sie ein Stirnrad 110. Die Buchse 108 sitzt auf einer zylindrischen Verlängerung der Nabe des Sektors 53 (Abb. 8) und hat keine Berührung mit der Achse 54 des drehbaren Vierecks, aber Q5 mittels eines Zahnrades 110, das in eine an einem Schlitten 112 sitzende Zahnstange 111 eingreift, nimmt sie diesen Schlitten mit, der sich in der schräg einstellbaren, eine Seite des einstellbaren Vierecks bildenden Führung 59 verschiebt. Die Verschiebung der Zahnstange in führt die Drehung eines auf der Welle 80 aufgekeilten Zahnrades 113 (Abb. 4) herbei. Diese Welle 80 trägt an ihrem anderen Ende ein Kegelrad 82 (Abb. 17), das mit einem auf der verlängerten Nabe eines drehbaren Gehäuses 129 ("Abb. 5 und 17) aufgekeilten Kegelrad 83 in Eingriff steht. Dieses Gehäuse schließt eine Schnecke 127 ein (Abb. 20), die mit einem auf der das Werkstück tragenden Spindel 81 aufgekeilten Zahnrad 128 in Eingriff steht.

Der Schlitten 112 mit der Zahnstange in (Abb. 14, 15, 16) trägt einen festen Zapfen 114, der ganz genau in einen Schlitten 115 eingepaßt ist. Dieser bewegt sich wiederum genau auf dem wagerechten Arm eines T-förmigen Stückes 116. Hieraus folgt, daß, auch wenn der Schlitten 112 nicht wagerecht ist (und in der Praxis ist er dies nicht immer), der Zapfen 114 des Schlittens 115, der durch den Schlitten 112 mitgenommen wird, dem T-Stück je nach der Arbeitsrichtung eine Bewegung von oben nach unten oder von unten nach oben gibt, denn dieses T-Stück 116 kann nur steigen oder fallen, da es auf einer senkrechten, am Gestell 52 befestigten Führung 117 verschiebbar ist.

Das T-Stück 116 trägt eine Zahnstange 167, die in ein Zahnrad 118 eingreift. Dieses ist auf derselben Welle wie ein Kegelrad 119 aufgekeilt, das mit einem gleichen, auf einer senkrechten Welle 121 aufgekeilten Rad 120 in Eingriff steht. Am unteren Ende der Welle ist ein Zahnrad 122 aufgekeilt, das auf den dem Werkzeugträger angehörenden Zahnkranz 13 (Abb. 2, 5) mittels einer wagerechten, mit doppelten Zahnreihen auf ihren beiden Flächen versehenen Zahnstange 123 einwirkt. Diese Zahnstange gleitet auf vier durch ω zwei Führungen 152 getragenen Rollen 151 (Abb. 16).

Um die Teilung des Werkstückes vorzunehmen, dreht man die Schnecke 127 (Abb. 3 und 19 bis 21) mittels einer Kurbel 156 und Kurbelwelle 155. die in einem Zapfen 125 des festen Gehäuses 129 gelagert ist und eine Scheibe 154 mit Einschnitten für den Eingriff eines Federstiftes 153 trägt. Auf dem Zapfen 125 sitzt drehbar und feststellbar ein Doppelhebel 126, der ein Zwischenrad zur Übertragung der Drehung der Kurbelwelle 155 auf

die Schnecke 127 trägt und eine Art Schere bildet, um verschieden große Zwischenräder zwecks Änderung der Geschwindigkeit verwenden zu können.

Die Achse 54 des einstellbaren Vierecks (Abb. 8) ist im Innern zu einem kegelförmigen Lager 124 ausgebildet, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.

IV. Einstellung vor der Arbeit.

a) Einstellung des Fräsers, i. Regelung der Höhe A (Abb. 25 bis 27). Zu diesem Zweck führt man in das konische Lager 124 (Abb. 25) der Achse 54 des einstellbaren Vierecks eine Buchse 167 ein, die man befestigt, indem man den Vierkant 158 des die Buchse durchdringenden Bolzens 159 dreht. Auf den zylindrischen Teil dieser Buchse schiebt man dann eine Hülse 160, die in einem im Winkel von 20⁰ schräg geschnittenen Zapfen 161 endigt.

Die Senkrechte des Punktes 0 (Abb. 25), Treffpunkt der Drehachse des einstellbaren Vierecks mit der Schneidkante B, bildet gemäß der Bauart den Punkt, um den sich der Werkzeugträger dreht (Abb. 6).

Um die Höhe A einzustellen, in der die Werkzeuge über der wagerechten, durch die Mitte der Achse 54 gehenden Ebene vorbeigehen müssen, bedient man sich einer Anschlagleiste C (Abb. 25), deren Stärke aus einer Tabelle für die üblichen Fälle abgelesen werden kann. Wird die Leiste C, wie Abb. 25 zeigt, angebracht, so müssen die oberen Schneidkanten der Werkzeuge 49 sie berühren, während die geneigten Schneidkanten die Schrägfläche des Zapfens 161 berühren; diese doppelte Berührung kann man leicht sicher erhalten, entweder durch Einlegen von Lehren 146 (Abb. 7) in den Werkzeugträger vor oder hinter dem Werkzeug oder durch Abhobeln, wenn das bis zum äußersten zurückgezogene Werkst'ück noch· über die Linie B in Abb. 7 vorragen sollte. Diese verschiedenen Mög-Henkelten gestatten bis zu einem bestimmten Maß die Verwendung derselben Werkzeuge, um zwar verschiedene, aber nicht zu sehr voneinander abweichende Formen zu schneiden. Die Schrauben 147 (Abb. 7) halten die Werkzeuge in der richtigen Stellung.

Die Werkzeuge 145 werden einfach so eingestellt, daß sie die Lehre C berühren. Es ist klar, daß ihre Fläche B₁ (Abb. 7) hinter dem Profil B endigt.

Nach dieser Einstellung hat der Fräser die Stellung D (Abb. 26). Diese Abbildung ist ein Grundriß, der schematisch die verschiedenen, von dem Fräser während seiner Einstellung eingenommenen Stellungen veranschaulicht.

Die Ellipsen sind die verschiedenen Pro- ! jektionen des Grundkreises der Werkzeuge, der in einer um 20⁰ zur Senkrechten geneig-■ ten Ebene liegt. Das ist die im Abschnitt II erwähnte Ebene JS. 6,s

'· Vor dieser Einstellung muß

ι. der Teil 12 (Abb. 6) am Zahnkranz 13 durch die Schrauben 14 festgestellt werden. Die Nullpunkte der Skalen des Teiles 12 und j des Zahnkranzes 13 fallen aufeinander;

: 2. das Bett 15 (Abb. 6) am Schlitten 12 durch Bolzen 166 befestigt sein.

Die Nullpunkte der Skalen am Bett 15 und am Teil 12 stehen einander gegenüber. ι 3. Der Schlitten 16 wird an dem Bett 15 ΐ durch die Bolzen 168 (Abb. 6a) festgestellt. S Die Nullpunkte am Schlitten 16 und an dem j Bett 15 fallen zusammen.
t 4. Der Fräserträger 17 (Abb. 6) wird durch Bolzen 139 an dem Schlitten 16 entweder in der gezeichneten Stellung nach Abb. 5 und 6 oder in einer solchen um i8o° verschwenkten festgestellt.

Endlich befindet si'ch infolge der Konstruktion die Welle 40 (Abb. 6) in der Verlangerung der Welle 26 des Zentrums des Werkzeugträgers, sobald die verschiedenen Organe, aus denen dieser besteht, die vorher unter 1 bis 4 erwähnten Stellungen eingenommen haben.

2. Einstellung des Abstandes H (Abb. 25 und 26).

Es ist im Eingang bei der Erklärung des Prinzips auseinandergesetzt, daß dieser Abstand gleich der zu schneidenden Grunderzeugenden ist, multipliziert mit dem Sinus des Neigungswinkels der zu erzielenden Schraubenform (α m = α f · sin α, Abb. 1). Für einen Winkel von 30⁰ ist also der Abstand gleich der halben Erzeugenden,

Nachdem die Bolzen 166 (Abb. 6) gelöst sind, wird das Ende der von dem Teil 12 getragenen Schraubenspindel 126 mittels eines Vierkants gedreht, und man erhält dadurch die Verschiebung des Bettes 15 und dadurch die des Schlittens 16 und des Werkzeugträgers 17. Nachdem man so den Abstand H erhalten hat, werden die Bolzen 166 wieder angezogen. Der Fräser nimmt dann die Stellung P^x ein (Abb. 26).

3. Regelung des Abstandes E (Abb. 26).

Diese Länge wird durch die Bedingung bestimmt, daß die Höhen F und G (Abb. 27) die gleichen sein sollen bei Kegelrädern mit geraden oder schraubenförmig gewundenen Zähnen von gleicher Länge.

Nachdem die Bolzen 168 (Abb. 6a) gelöst sind, dreht man den Vierkant 51 (Abb. 3) der von dem Bett 15 getragenen Schraubenspindel 136 (Abb. 6) mit flachgängigem Gewinde. Diese dreht sich in einer Mutter 137, die am Schlitten 16 festsitzt, wodurch dieser also mit-

genommen wird. Nach dieser Verstellung werden die BoJzen 168 wieder angezogen. Der Fräser nimmt nun die Stellung D² (Abb. 26) ein, und er wird dann durch Schwenken um die Achse 0 in die Stellung D³ gebracht.

b) Einstellung des zu schneidenden Rades.

Das zu schneidende Rad 162 (Abb. 27)

wird auf einen Dorn 163 gesteckt, der in der Spindel 81 (Abb. 17) durch einen ihn durchdringenden Bolzen befestigt wird.
r. Die Einstellung des Winkels:
Wie unter III erörtert ist, wird der Vierkant 61 (Abb. 3) gedreht, um die Drehung des um die wagerechte Achse 54 drehbaren Vieris ecks zu erhalten. Da die untere Erzeugende des Grundkegels des zu schneidenden Triebes wagerecht sein muß, ist der Winkel α (Abb. 27) gleich dem halben Winkel an der Spitze des Grundkegels. Die Verstellung des

ao Vierecks wird an der Gradeinteilung des Sektors 53 abgelesen. Nach dieser Verstellung werden die Bolzen 148 (Abb. 8) fest angezogen, die das ganze Viereck feststellen.

2. Einstellung des Abstände» / (Abb. 27).

Die Buchse 160 (Abb. 25) wird durch eine andere 164 (Abb. 28) ersetzt, die am Ende einen zylindrischen Zapfen 164°· mit dem Durchmesser von 20 mm besitzt. Es wird dann der Vierkant 68 der Welle 67 (Abb. 5) gedreht, der die Verschiebung der Welle 80 parallel zu sich selbst durch die Drehung der Schrauben 73 und 74 bestimmt, die die Gleitstücke 75 und 76 und infolgedessen den das Werkstück tragenden Schlitten 57 (Abb. 17) bewegen, der in fester Verbindung mit dem Gleitstück 75 unter Vermittlung des Gehäuses 77 steht. Mit der Verschiebung wird aufgehört, sobald der Abstand! J¹ = J + 10 (Abb. 27) erhalten ist, was leicht an dem Fuß der Führung gemessen werden kann. Dann werden die Bolzen 150 (Abb. 18) angezogen, um den Werkstückschlitten 57 festzustellen. Die Buchse 164 und der Dorn 167 werden nun von der Achse 54 entfernt. Die Einstellung ist dann beendet. Bei etwas Praxis geht sie sehr schnell vor sich.

V. D i e Wirkungsweise.

Der Fräser erhält eine ständige Drehbewegung. Sie erfolgt von der Hauptwelle 20 (Abb. 5) aus auf die Zwischenwellen 23, 26, 29 (Abb. 6). Das Stirnrad 30, das in 31 eingreift, bestimmt die Drehung der Welle 32, die das Kegelrad 33 trägt, das mit dem gleichen, am zylindrischen Rad 35 festen Rad 34 in Eingriff steht.

Diese drei im Schlitten 15 festen Getriebe folgen ihm bei seiner Verschiebung während der Einstellung. Das Rad 35 greift in ein auf der Welle 37 aufgekeiltes Rad 36 ein und bewirkt die Drehung des Kegelrades 38, das dem Schlitten 16 bei seiner Verschiebung während der Einstellung folgt. Dieses Rad 38 überträgt die Bewegung auf die senkrechte Welle 40 und durch die Räder 41 bis 44, die Schnecke 45 und Schneckenrad 47 auf die Welle 48, die den Fräser 18 mit den eingestellten Werkzeugen 49, 145 trägt. Weiter unten wird auch ausgeführt, wie der Fräser außer seiner eigentlichen Drehbewegung eine zweite Drehbewegung um die Achse seines Trägers ausführt.

Es sei jetzt die Drehung des zu schneidenden Rades beschrieben. Vor Beginn der Fräsarbeit wird die Kupplungsmuffe 93 (Abb. 11) in Eingriff mit den Klauen 91 oder 92 der Zahnräder 84 oder 87 gebracht, je nachdem ein rechts- oder linksgängiges Schraubenrad geschnitten werden soll. Die Kupplung bleibt während der ganzen Dauer der Drehbewegung in ihrer Stellung. Die Welle 86 überträgt die Bewegung auf die Welle 165, '(Abk 12) mittels der Kegelradübertragung 94 und 95. Die Stirnräder 96 und 97 drehen die Welle 116: Die von dieser getragene Kupplungsmuffe 98 wird mit den Klauen 106 des Stirnrades 105 gekuppelt, das in das auf der Welle 103 aufgekeilte Rad 104 eingreift. Die Welle 103 dreht sich dann mit verringerter Geschwindigkeit. Dies ist die Arbeitsperiode. Die Schraube 107, die in die Verzahnung 109 eingreift, bestimmt die Drehung der Buchse 108 (Abb. 5). Die Verzahnung der letzteren bewirkt die Verschiebung der im Winkel α zur Wagerechten geneigten Zahnstange in, die mit dem sich in der Führung 59 bewegenden Schieber 112 aus einem Stück bestellt. Die Zahnstange in dreht das Stirnrad 113 (Abb. 5 und 10), das auf der zur wagerechten Achse der Maschine parallelen Welle 80 aufgekeilt ist. Diese Welle 80 (Abb. 5 und 17), die das> Kegelrad 82 trägt, das mit dem am Gehäuse 129 festen Rad 83 in Eingriff steht,bewirkt also, wobei dieSchraube 127 (Abb. 20) als Mitnehmer wirkt, die Mitnähme des Rades 128, das auf der das zu schneidende Rad tragenden Spindel 81 aufgekeilt ist.

Gleichzeitig nimmt der Schieber 112 mit der Zahnstange in (Abb. 14 und 15) das Gleitstück 115 mit, das dem T-Stück 116 eine senkrechte, durdh die Führung 117 bewirkte Bewegung erteilt, wodurch die senkrechte Zahnstange 167 des T-St'ückes 116 das Kegelrad 118 dreht, das auf derselben wagerechten Welle 168 wie ein Kegelrad 119 aufgekeilt ist. Dieses steht mit einem gleichen, die Drehung der senkrechten Welle 121 bestimmenden Rad X2O in Eingriff. Die Welle 121 führt durch das Stirnrad 122 und die Zahnstange 123 (Abb. 5 und 15) endlich die Drehung des Zahnkranzes 13 und infolgedessen die des Frä-

sers um die Mittelachse des Werkzeugträgers herbei.

Die Wirkungsebene des Fräsers ändert sich also in .dem Maße, als die Bildung der Schraubenform an dem zu schneidenden Rad vorschreitet.

Wenn der Ffäser nicht mehr in Berührung mit dem zu schneidenden Rad ist, kuppelt man (Abb. 12) die Muffe 98 mit dem Zahnrad 100, das mit dem Rad 102 mittels des Zwischenrades ι or (Abb. 13) in Eingriff steht. Die Welle 103 dreht sich dann mit beschleunigter Geschwindigkeit. Dieses ist die Periode des raschen Rückganges, die beendet ist, sobald der Fräser wieder seine Anfangsstellung eingenommen hat. Das Werkstück wird um eine Teilung gedreht, indem man die Kurbel 156 (Abb. 20) dreht. Dann bringt man die Muffe CjS (Abb. 12) wieder in Eingriff mit den Klauen 106, und dieselbe Reihenfolge beginnt, bis beispielsweise alle linken Flanken geschnitten sind.

Um auf die rechten Flanken überzugehen, löst man die Bolzen 139 (Abb. 6) und erteilt dem Fräserträger 17 eine halbe Drehung, den man dann in dieser neuen Stellung feststellt. Die neue Angriffsebene des Fräsers ist dann zu der vorhergehenden symmetrisch. Man dreht dann den unteren Teil 12 (Abb. 24) um eine halbe Zahnteilung gegenüber dem Zahnkranz 13.

Um diese Einstellung zu erhalten, löst man die .Schrauben 14 und dreht den Vierkant 169 am Ende der Schraube 133 (Abb. 24), die mit dem am Teil 12 befestigten Zahnsektor 134 in Eingriff steht. Das zu schneidende Rad bleibt aber fest.

Sobald diese Verstellung erfolgt ist, zieht man die Schrauben 14 wieder an. Die Marchine ist dann fertig, um alle rechten Flanken herzustellen.

Um die verschiedenen Stufen der Arbeit des Fräsers darzustellen, ist in Abb. 29 in Perspektive eine bestimmte Zahl von Stellungen dargestellt, die denen des zu schneidenden Rades und des Fräsers entsprechen. Um die Abbildung klarer zu machen, sind die Schneidkanten der Werkzeuge weggelassen und nur von diesen Kanten die beschriebenen Flächen dargestellt und von diesen Flächen nur die Teile, die mit der zu schneidenden Verzahnung in Eingriff stehen.

Die Linien c, H, g, C, d und der Punkt f haben dieselbe Bedeutung wie in der das Prinzip der Maschine darstellenden AMx 1. Die Grundfläche des ebenen gedachten Rades wird durch die Kreise c und c¹ begrenzt, d. h. wenn man den Grundkegel des zu schneidenden Rades auf der Ebene rollen lassen würde, die ihm tangential zu der Erzeugenden d ist, so würde die Grundfläche dieses Kegels auf c und e¹ rollen.

! Die Geraden H und g bestimmen die in I Abb. ι bereits erläuterte Ebene E.

\ Die Geraden // und K stellen die Schnitte

der Ebenen, die durch die Schneidkanten der ! Werkzeuge beschrieben werden, durch die , senkrechte Ebene dar, die senkrecht zur Gej raden c im Punkte f ist. Sie bilden die beiden Seitenflächen eines Zahnes einer gedachten kreisförmigen Zahnstange, die als Grundkreis den Kreis c haben würde. Die Geraden h¹ und k^l sind die Schnitte derselben Flächen durch die senkrechte Ebene, die zu c¹ im ' Punkte/ lotrecht ist. Sie bilden die beiden 1 Seiten eines Zahnes einer gedachten kreisför-ι migen Zahnstange, die als Grundkreis den Kreis c¹ haben würde.

i Die Fläche, die H und h¹ enthält, ist die ! Ebene E, sie ist lotrecht zur Achse des Frä-S sers: das ist die Ebene, die durch die die Ar- So beit beendigenden Kanten während der Umdrehung des Fräsers beschrieben wird.

Die Fläche, die K und k¹ enthält, ist der Kegel, der durch die Schneidkante jedes Werk-I zeuges während der Umdrehung des Fräsers j beschrieben wird. Die Kreisbogen p und q würden durch die Enden der oberen Schneidkante jedes Werkzeuges beschrieben werden. Die Breite dieser Kante ist ein wenig geringer im Grunde des herzustellenden Rades, wobei dieser Grund an der kleinen Grundfläche des Rades gerechnet wird.

Die durch H, K, Ji¹, k¹, p, q gebildete Abbildung stellt übrigens nur einen Teil des Zah-I nes des gedachten ebenen Rades dar, das mit dem gegebenen Rad in Eingriff kommen könnte. Die Drehachse dieses gedachten ebenen Rades ist die Senkrechte C. Sobald der Zahn die Stellung 0, o¹ einnimmt, ist er außerhalb des zu schneidenden Rades. Es sei nun angenommen, daß man den Fräser um sich selbst drehen läßt, während der Werkstückträger sich um die Senkrechte C dreht. Es sei ferner angenommen, daß das zu schneidende Rad sich um sich selbst in der Weise dreht, daß seine Drehung mit der des Werkstückträgers übereinstimmt, d. h. daß die Relativbewegung des Grundkegels des Rades zu der Ebene des gedachten Kreises c ein Rollen ist. no

Es sei nochmals auf die Abb. 29 Bezug genommen. Sobald der Zahn die Stellung/, Z¹ eingenommen hat, wird er tangential zum Rade stehen, und er beginnt die schraubenförmige Lücke zu schneiden. N¹ bezeichnet die Lücke an der großen Grundfläche des Rades. Der Stellung 2, 2¹ des Zahnes entspricht die Stellung iV² der Lücke und die linke Fläche von AP wird augenblicklich geschnitten, ebenso ein Teil des Grundes der schraubenförmigen Zahnlücke.

In der Stellung 3, 3¹ ist das Profil iV³ von

links vollkommen geschnitten, und die Ducke P an der kleinen Grundfläche des Rades ist zum Teil ausgearbeitet, und die Fläche der linken Seite von J³¹ befindet sich in BiI-dung.

In der Stellung 4, 4¹ ist die schraubenförmige Lücke beendet (auf einer Länge gleich der des Werkzeuges), und die Fläche der linken Seite von /⁴ ist profiliert.

In den Stellungen 5, 5¹, N⁵, P ist die linke Flanke der schraubenförmigen Lücke fertig, und der Zahn 5, 5¹, d. h. der Fräser ist nicht mehr in Berührung mit dem Rad.

In diesem Augenblick findet der rasche !

Rückgang statt, um den Fräser und das Rad in die Anfangsstellung zurückzubringen.

Der Zahn 5, S¹ kommt wieder in die Stellung 0, o¹, und der Zahn JV⁵ nimmt wieder die Stellung N ein.

Der Teilmechanismus dreht dann das Rad um eine Teilung weiter, und es wird dann, wie vorher, die linke Flanke eines zweiten Schraubenzahnes geschnitten.

Sobald das Rad eine vollständige Umdrehung gemacht hat, geht man zum Schneiden der rechten Flanken über. Zu diesem Zweck dreht man den Fräser um i8o°, wie oben auseinandergesetzt. Die neue Stellung der von den Arbeitskanten beschriebenen Ebene ist symmetrisch zur alten. Es genügt also, das Rad um eine halbe Teilung zu drehen, wobei der Werkstückträger feststeht, um die rechte Flanke N² in Berührung mit H¹ zu bringen, d. h. diese Flanke zu schneiden. Anstatt das Rad zu drehen, kann man den Werkstückträger um eine halbe Teilung drehen, und es bleibt dann das Rad fest. Die beschriebene Maschine verwendet diese zweite Methode.
Erwähnt sei noch zum Schluß, daß die Räder 96 und 97 (Abb. 12) nach Belieben ausgewechselt werden können, um die Arbeitsgeschwindigkeit bei derselben Drehgeschwindigkeit des Fräsers zu ändern.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Maschine zum Schneiden von Stirn- und Kegelrädern mit geraden oder schraubenförmigen Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß der in zwei um i8o° versetzten Stellungen zwecks Regelung seiner Arbeitsstellung einstellbare Träger (17) für das ständig umlaufende Werkzeug von einem auf einem Zahnkranz (13) einstellbar angeordneten Kreuzsupport (15, 16) getragen und dieser Zahnkranz (13) unter Vermittlung einer Zahnstange (123) und eines senkrecht verschiebbaren Teiles (T-Stück 116) gedreht wird, dessen Verstellung durch eine in ihm wagerecht geführte Zahnstange (πι) erfolgt, von der aus das zu schneidende Rad während der Sclineidarbeit gedreht wird und die durch Drehen einer den Schlitten für die Werkzeugträger (57) tragenden Achse (54) einstellbar ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare, das Werkstück tragende Achse (54) an einem Ende zur Führung für die Zahnstange (in) eine feste Gleitbahn (59) trägt, die durch eine Strebe (60) mit dem Bett (56) für den Werkzeugträger (57) zu einem starren, von Hand an einem festen Sektor einstellbaren Rahmen verbunden ist.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Strebe (60) zwei zu ihr senkrechte Arme (6o^a) mit Lagern für eine zur Achse (54) parallele Welle (67) sitzen, von der aus zwei Gleitstücke (75, y6) verstellt werden können, die eine zweite parallele, die Werkstückspindel (81) drehende und von der Zahnstange (in) angetriebene Welle (80) tragen und von denen das eine (75) mit dem Werkstückträger (57) fest verbunden ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (in) durch eine auf der Achse (54) drehbare Buchse (108) bewegt wird, auf die vom Hauptantrieb (20) aus mittels einer Schnecke (107) und geeigneter Zahnrad-Übertragung dem Werkstück eine geringe Geschwindigkeit beim Schneidvorgang und eine schnelle Drehbewegung beim Rückgang übertragen werden kann.

   Hierzu 5 Blatt Zeichnungen.