DE3623125A1 - Fuehrungsvorrichtung fuer eine hobel- und stossmaschine zur fertigung von insbesondere schraegverzahnten zahnraedern - Google Patents
Fuehrungsvorrichtung fuer eine hobel- und stossmaschine zur fertigung von insbesondere schraegverzahnten zahnraedernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für eine
Hobel- und Stoßvorrichtung zur Fertigung von insbesondere
schrägverzahnten Zahnrädern, nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 bzw. 2 bzw. 3. Insbesondere betrifft die
vorliegende Erfindung eine Führungsvorrichtung der oben
beschriebenen Art, bei der es möglich ist, den Schrägverzahnungswinkel
des zu fertigenden Zahnrades stufenlos
einzustellen.
Eine bekannte Führungsvorrichtung für eine Zahnrad-
Fertigungsmaschine ist in Fig. 11 in seitlicher Schnittdarstellung
veranschaulicht. Diese bekannte Vorrichtung
weist eine Hauptspindel 2 auf, welche an einem ihrer
Enden eine Schneidvorrichtung 1 trägt. Mittels eines
Lagers 3 ist die Hauptspindel 2 derart geführt, daß sie
sich in axialer Richtung hin- und herbewegen, sowie sich
in Umfangsrichtung drehen kann. Mittels eines geeigneten
Kurbelmechanismus wird die Hauptspindel 2 über eine Verbindungsstange
4 und ein Kugellager 5 in axialer Richtung
hin- und herbewegt. Fig. 12 zeigt in perspektivischer Ansicht
eine Schablone 6, welche am oberen Bereich der
Hauptspindel 2 befestigt ist. Die bekannte Führungsvorrichtung
weist weiterhin eine Innenschablone 8 auf, welche
an einem Flansch 7 befestigt ist und die Schablone 6
führt. Mittels dieser Anordnung ist sichergestellt, daß
die Hauptspindel 2 eine drehende Hin- und Herbewegung
ausführt, während sie sich gleichzeitig in axialer Richtung
hin- und herbewegt. Während des Schneidens des Zahnrades
wird der Flansch 7 mittels eines Schneckenrades 9
und einer nicht dargestellten Schnecke gedreht und somit
relativ zu dem zu fertigenden schrägverzahnten Zahnrad in
einem synchronisierten Zustand gehalten.
Die Fig. 13 und 14 zeigen die Beziehung zwischen den Abmessungen
der Schneidvorrichtung und der Steigung der
Führungsvorrichtung. Wie aus den Figuren hervorgeht, ist
die Beziehung zwischen der Steigung L der schrägen Führungsvorrichtung
und dem Teilkreisdurchmesser d cp durch
die folgenden Formeln gegeben:
wobei ϕ der Steigungswinkel des Schneidkopfes 1 ist, m n
der Zahnmodul der Schneidvorrichtung 1 gemessen im rechten
Winkel relativ zum Getriebezahn und Z die Anzahl der Zähne
der Schneidvorrichtung 1 darstellt.
Wie aus den Formeln hervorgeht, ist der Steigungswinkel,
der für eine Schrägführung anwendbar ist auf den Fall
beschränkt, in dem folgende Arbeitsbedingungen erfüllt
sind: d cp muß innerhalb eines bestimmten Bereiches liegen
und Z muß eine ganzzahlige Zahl sein. In der Praxis bedeutet
dies, daß eine Schneidvorrichtung mit einer bestimmten
Steigung nur für Zahnräder mit bestimmten Abmessungen
verwendbar ist und der Verzahnungswinkel an einem
zu fertigenden schrägverzahnten Zahnrad kann nicht geändert
werden.
Bei dieser bekannten Führungsvorrichtung mit einer Schräg-
oder Schraubenführung ist es unmöglich, den Schrägverzahnungswinkel
zu ändern, ohne hierbei die männliche oder
Außenschablone 6 und die weibliche oder Innenschablone 8
gegen andere Schablonen auszutauschen. Hieraus ergibt sich
der wesentliche Nachteil, daß ein erheblicher Zeitaufwand
nötig ist, vor der eigentlichen Zahnradfertigung die Führungsvorrichtung
entsprechend einzustellen, wobei das Austauschen
der eingesetzten Schablonen relativ aufwendig
ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Schrauben-Führungsvorrichtung für eine Hobel- und Stoßmaschine
zur Fertigung von schrägverzahnten Zahnrädern zu
schaffen, bei welcher es möglich ist, den Schrägverzahnungswinkel
stufenlos einzustellen, wobei diese Einstellung
unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der
Hauptspindel und der Schraubenführung in axialer Richtung
ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 bzw. 2 bzw. 3.
Wenn gemäß Anspruch 1 die drehbare Hauptspindel in axialer
Richtung mittels einer ersten Antriebsvorrichtung hin- und
herbewegt wird, erfolgt eine drehende Hin- und Herbewegung
mit einer bestimmten Steigung, welche durch eine Kombination
eines ersten schraubenförmigen Vorsprunges an der
männlichen Schablone und einer ersten schraubenförmigen
Vertiefung an einer ersten weiblichen Schablone bestimmt
ist. Wenn der eingestellte Schraubenwinkel verändert werden
muß, wird die erste weibliche Schablone in axialer
Richtung der Hauptspindel mittels einer zweiten Antriebsvorrichtung
synchron mit der Hin- und Herbewegung der
Hauptspindel mit derselben Phase wie der des ersten
schraubenförmigen Vorsprunges oder mit der umgekehrten
Phase hierzu hin- und herbewegt. Somit führt die erste
weibliche Schablone eine drehende Hin- und Herbewegung mit
einer Steigung aus, welche durch eine Kombination eines
zweiten schraubenförmigen Vorsprunges an der ersten weiblichen
Schablone und einer zweiten schraubenförmigen Vertiefung
an der zweiten weiblichen Schablone bestimmt ist
und die drehende Hin- und Herbewegung der ersten weiblichen
Schablone wird danach mit der drehenden Hin- und
Herbewegung der Hauptspindel kombiniert.
Wenn gemäß Anspruch 2 die drehbare Hauptspindel in axialer
Richtung mittels einer ersten Antriebsvorrichtung hin- und
herbewegt wird, erfolgt eine drehende Hin- und Herbewegung
mit einer bestimmten Steigung, welche durch eine Kombination
eines ersten schraubenförmigen Vorsprunges an der
männlichen Schablone und einer ersten schraubenförmigen
Vertiefung an einer ersten weiblichen Schablone bestimmt
ist. Gleichzeitig wird die erste weibliche Schablone mittels
eines Verbindungsmechanismus axial hin- und herbewegt
und führt gleichzeitig eine drehende Hin- und Herbewegung
mit einer Steigung aus, welche durch eine Kombination des
zweiten schraubenförmigen Vorsprunges an der ersten weiblichen
Schablone und der zweiten schraubenförmigen Vertiefung
an der zweiten weiblichen Schablone bestimmt ist.
Eine Drehbewegung der Hauptspindel wird durch eine Kombination
der folgenden Drehbewegungen verursacht: Drehbewegung
verursacht durch eine Kombination der männlichen
Schablone und der ersten weiblichen Schablone mit einer
Drehbewegung verursacht durch eine Kombination der ersten
weiblichen Schablone und der zweiten weiblichen Schablone.
Wenn der eingestellte Schraubenwinkel verändert werden
soll, wird der Betrag der kombinierten Drehbewegungen
durch eine Änderung der Hebelstellung des Verbindungsmechanismus
und eine Änderung der Versetzungsgeschwindigkeit
der Hauptspindel relativ zur ersten weiblichen Schablone
in axialer Richtung eingestellt.
Wenn gemäß Anspruch 3 die Hauptspindel in axialer Richtung
durch Drehung einer ersten Kurbelwelle eines ersten Kurbelmechanismus
hin- und herbewegt wird, führt sie eine
drehende Hin- und Herbewegung mit einer Steigung aus,
welche durch eine Kombination des ersten schraubenförmigen
Vorsprungs an der männlichen Schablone und der ersten
schraubenförmigen Vertiefung an der ersten weiblichen
Schablone bestimmt ist. Wenn zu diesem Zeitpunkt die erste
weibliche Schablone eine relative Bewegung in axialer
Richtung synchron mit der Bewegung der Hauptspindel durch
Drehen einer zweiten Kurbelwelle in einem zweiten Kurbelmechanismus
ausführt, wird die Hauptspindel in Form einer
kombinierten Drehbewegung gedreht, welche durch eine Kombination
einer drehenden Hin- und Herbewegung in Übereinstimmung
mit einer Steigung des ersten schraubenförmigen
Vorsprunges und einer drehenden Hin- und Herbewegung in
Übereinstimmung mit einer Steigung des zweiten schraubenförmigen
Vorsprunges erzeugt wird. Wenn sowohl die erste
als auch die zweite Kurbelwelle in synchroner Weise gedreht
werden, wird die Hauptspindel in Abhängigkeit einer
relativen Versetzungsgeschwindigkeit der mänlichen Schablone
und der ersten weiblichen Schablone gedreht, welche
einer Versetzungsgeschwindigkeit der Hauptspindel direkt
zugeordnet ist. Wenn der eingestellte Schraubenwinkel verändert
werden soll, wird der Betrag einer relativen Versetzung
der männlichen Schablone und der ersten weiblichen
Schablone durch eine Änderung der Radien der ersten und
zweiten Kurbelwellen eingestellt.
Die erfindungsgemäße Schrauben-Führungsvorrichtung weist
die folgenden wesentlichen Vorteile auf:
Wenn die Führungsvorrichtung bei einer Zahnradfertigungsmaschine
verwendet wird, kann ein Schrägverzahnungswinkel
stufenlos unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der
Hauptspindel und der Schraubenführung in axialer Richtung
eingestellt werden. Somit kann der Schrägverzahnungswinkel
des herzustellenden schrägverzahnten Zahnrades auf alle
gewünschten Werte eingestellt werden. Dies wiederum hat
zur Folge, daß verschiedenste schrägverzahnte Zahnräder
mit verschiedenen Schrägverzahnungswinkeln hergestellt
werden, ohne hierbei spezielle Vorbereitungen treffen zu müssen.
Einschränkungen bezüglich der Ausgestaltung eines
schrägverzahnten Zahnrades treten praktisch nicht mehr auf
und Vorbereitungszeiten für die Fertigung werden wesentlich
verkürzt, so daß der gesamte Herstellungsvorgang wesentlich
effizienter wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 in Schnittdarstellung eine stufenlos einstellbare
Schraubenführungsvorrichtung für eine Zahnradfertigungsmaschine
gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 eine seitliche Schnittdarstellung einer Schraubenführungsvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III
in Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV
in Fig. 2;
Fig. 5 in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen
dem Steigungsdrehwinkel der Hauptspindel und dem
Hebelpunkt einer Hebelvorrichtung.
Fig. 6 in seitlicher Schnittdarstellung eine stufenlos
einstellbare Schraubenführungsvorrichtung für eine
Zahnradfertigungsmaschine gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VII-VII
in Fig. 6;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VIII-
VIII in Fig. 6;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Antriebsmechanismus
für die Vorrichtung gemäß Fig. 6;
Fig. 10 in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen
dem Kurbelradius und dem Steigungswinkel in der
Vorrichtung gemäß Fig. 6;
Fig. 11 eine seitliche Schnittdarstellung einer bekannten
Schraubenführungsvorrichtung;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer männlichen
Schablone für die Schraubenführungsvorrichtung;
Fig. 13 eine schematische perspektivische Ansicht zur Erläuterung
der Beziehungen zwischen den Abmessungen
einer Schneidvorrichtung und der Steigung einer
Schraubenführung;
Fig. 14 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles P in Fig. 13;
Fig. 15 und 16 teilweise Schnittdarstellungen bekannter
Kurbelmechanismen, welche für die Vorrichtung gemäß
der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung anwendbar sind;
Fig. 17 eine Vorderansicht des Kurbelmechanismus gemäß
Fig. 16; und
Fig. 18 eine teilweise Schnittdarstellung eines bekannten
Kurbelmechanismus, der für die Vorrichtung gemäß
der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
anwendbar ist.
Fig. 1 zeigt in seitlicher Schnittdarstellung eine stufenlos
einstellbare Schraubenführungsvorrichtung für eine
Zahnradfertigungsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung eine Hauptspindel 11
auf, welche an ihrem unteren freien Endbereich ein
Schneidwerkzeug 12 trägt. Die Hauptspindel 11 ist mittels
eines Lagers 14 in einem Scheidkopf 13 derart geführt,
daß sie gleitbeweglich in axialer Richtung und drehbeweglich
in Umfangsrichtung ist. Eine männliche oder Außenschablone
15 mit einem ersten schraubenförmigen Vorsprung
15 a, der eine Steigung und eine Richtung entsprechend einem
gewählten Steigungswinkel aufweist, ist an einem oberen
geneigten Abschnitt 11 a der Hauptspindel 11 befestigt.
Wie weiterhin aus der Zeichnung hervorgeht, ist eine weibliche
oder Innenschablone 16 um den Umfang der Außenschablone
15 derart angeordnet, daß der erste schraubenförmige
Vorsprung 15 a der Außenschablone 15 in einer ersten
schraubenförmigen Ausnehmung 16 a an der Innenwand der ersten
Innenschablone 16 gehalten ist. Die Innenschablone 16
weist weiterhin einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung
16 b an ihrer Außenumfangsoberfläche auf, wobei dessen
Steigung und Richtung identisch mit oder verschieden von
der Steigung und der Richtung des ersten Vorsprunges 15 a
sind. Weiterhin ist eine zweite weibliche oder Innenschablone
17 um die erste Innenschablone 16 derart angeordnet,
daß der zweite Vorsprung 16 b der ersten Schablone 16 in
einer zweiten schraubenförmigen Ausnehmung 17 a an der Innenwand
der zweiten Schablone 17 gehalten ist. Während der
Fertigung eines Zahnrades wird die zweite Schablone 17
mittels eines Schneckenrades 18 und einer nicht dargestellten
Schnecke in einer synchronen Beziehung relativ zu
einem schrägverzahnten Zahnrad gedreht, welches bearbeitet
wird. Die erste Schablone 16 ist mit einer Verbindungsstange
19 verbunden, welche ihrerseits mittels eines Kurbelmechanismus
81 (Fig. 15), der eine Kurbelwelle 80 aufweist,
antreibbar ist. Somit wird bei Betätigung des Kurbelmechanismus
81 die erste Schablone 16 in axialer Richtung
über den Verbindungsstab 19 und ein Schwenklager 20
auf- und abbewegt. An der Hauptspindel 11 ist eine Mehrzahl
von Zähnen 21 ausgebildet, welche mit einem Antriebszahnrad
22 in Eingriff stehen. Wenn somit das Antriebszahnrad
22 angetrieben wird, wird die Hauptspindel
11 in axialer Richtung auf- und abbewegt. In der dargestellten
Ausführungsform sind Antriebsmechanismen vorgesehen,
welche später noch beschrieben sind, und welche
dazu dienen, die Verbindungsstange 19 und das Antriebszahnrad
22 anzutreiben. Allerdings sind auch andere Antriebsmöglichkeiten,
wie beispielsweise entsprechend ausgebildete
Getriebezüge, numerische Steuerungen oder desgleichen
möglich. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 23
ein Ein/Aus-Mechanismus bezeichnet, mit welchem die
Hauptspindel aus dem Arbeitsbereich geschwenkt werden
kann, wenn kein Werkstück bearbeitet wird.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der anhand von Fig. 1
beschriebenen Vorrichtung erläutert werden:
Wenn die Hauptspindel 11 durch Betätigung des Antriebszahnrades 22 zusammen mit dem Schneidwerkzeug 12 auf- und abbewegt wird, wird von ihr eine Drehbewegung in Abhängigkeit der Steigung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges 15 a an der Außenschablone 15 durchgeführt. Wenn die Hauptspindel 11 somit auf- und abbewegt wird, wird die erste Innenschablone 16 mittels des Verbindungsstabel 19 in synchroner Beziehung relativ zur Versetzung der Hauptspindel 11 ebenfalls nach oben und unten bewegt. Da die Außenschablone 15 in der ersten Innenschablone 16 gehalten ist und letztere wiederum in der zweiten Innenschablone 17 gehalten ist, ergibt sich die Drehbewegung der Hauptspindel 11 und des Schneidewerkzeuges 12 um die Mittenachse der Hauptspindel in Form einer Addition der Drehbewegungen, verursacht durch die Steigung des ersten Vorsprunges 15 a an der Außenschablone 15 und der Schwenkbewegung verursacht durch die Steigung des zweiten Vorsprunges 16 b der ersten Innenschablone 16 oder durch eine Substraktion der ersteren von der letzteren. Da der Hub der Außenschablone 15 in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Werkstückes festgelegt wird, kann ein Schraubungswinkel, der nur im Falle der Bewegung der Außenschablone 15 erzeugt wird, durch Einstellen des Hubes der Innenschablone 16 entsprechend variiert werden. Wenn der Hub der Schablone 16 derart eingestellt wird, daß die Drehbewegung welche von der Außenschablone 15 erzeugt wird, aufgehoben wird, wird die Drehbewegung der Hauptspindel vom Werkstück aus betrachtet zu Null. Dies bedeutet, daß ein Zahnrad mit einem Schrägverzahnungswinkel von Null hergestellt werden kann. Wenn weiterhin der Hub der Schablone 16 auf Null gesetzt wird, wird ein Zahnrad erzeugt, dessen Schrägverzahnungswinkel von der Steigung der Außenschablone 15 gegeben ist.
Wenn die Hauptspindel 11 durch Betätigung des Antriebszahnrades 22 zusammen mit dem Schneidwerkzeug 12 auf- und abbewegt wird, wird von ihr eine Drehbewegung in Abhängigkeit der Steigung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges 15 a an der Außenschablone 15 durchgeführt. Wenn die Hauptspindel 11 somit auf- und abbewegt wird, wird die erste Innenschablone 16 mittels des Verbindungsstabel 19 in synchroner Beziehung relativ zur Versetzung der Hauptspindel 11 ebenfalls nach oben und unten bewegt. Da die Außenschablone 15 in der ersten Innenschablone 16 gehalten ist und letztere wiederum in der zweiten Innenschablone 17 gehalten ist, ergibt sich die Drehbewegung der Hauptspindel 11 und des Schneidewerkzeuges 12 um die Mittenachse der Hauptspindel in Form einer Addition der Drehbewegungen, verursacht durch die Steigung des ersten Vorsprunges 15 a an der Außenschablone 15 und der Schwenkbewegung verursacht durch die Steigung des zweiten Vorsprunges 16 b der ersten Innenschablone 16 oder durch eine Substraktion der ersteren von der letzteren. Da der Hub der Außenschablone 15 in Abhängigkeit des zu bearbeitenden Werkstückes festgelegt wird, kann ein Schraubungswinkel, der nur im Falle der Bewegung der Außenschablone 15 erzeugt wird, durch Einstellen des Hubes der Innenschablone 16 entsprechend variiert werden. Wenn der Hub der Schablone 16 derart eingestellt wird, daß die Drehbewegung welche von der Außenschablone 15 erzeugt wird, aufgehoben wird, wird die Drehbewegung der Hauptspindel vom Werkstück aus betrachtet zu Null. Dies bedeutet, daß ein Zahnrad mit einem Schrägverzahnungswinkel von Null hergestellt werden kann. Wenn weiterhin der Hub der Schablone 16 auf Null gesetzt wird, wird ein Zahnrad erzeugt, dessen Schrägverzahnungswinkel von der Steigung der Außenschablone 15 gegeben ist.
Aus den verschiedenen Betriebszuständen der Außenschablone
15 und der ersten Innenschablone 16 seien die folgenden
besonders herausgehoben:
(1) die Drehrichtung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges 15 a ist identisch mit der des zweiten Vorsprunges 16 b und beide werden synchron zueinander mit einem Phasenwinkel von 180° betrieben;
(2) die Drehrichtung des ersten Vorsprunges 15 a ist umgekehrt zu der des zweiten Vorsprunges 16 b und sie werden in synchroner Beziehung zueinander betätigt, während ein Phasenwinkel von Null eingehalten wird;
(3) die Drehrichtung des ersten Vorsprunges 15 a ist identisch mit der des zweiten Vorsprunges 16 a und sie werden in synchroner Beziehung zueinander betrieben, wobei ein Phasenwinkel von Null eingehalten wird; und
(4) die Drehrichtung des ersten Vorsprunges 15 a ist umgekehrt zu der des zweiten Vorsprunges 16 b und sie werden in synchroner Beziehung zueinander betätigt, während ein Phasenwinkel von 180° aufrechterhalten wird.
(1) die Drehrichtung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges 15 a ist identisch mit der des zweiten Vorsprunges 16 b und beide werden synchron zueinander mit einem Phasenwinkel von 180° betrieben;
(2) die Drehrichtung des ersten Vorsprunges 15 a ist umgekehrt zu der des zweiten Vorsprunges 16 b und sie werden in synchroner Beziehung zueinander betätigt, während ein Phasenwinkel von Null eingehalten wird;
(3) die Drehrichtung des ersten Vorsprunges 15 a ist identisch mit der des zweiten Vorsprunges 16 a und sie werden in synchroner Beziehung zueinander betrieben, wobei ein Phasenwinkel von Null eingehalten wird; und
(4) die Drehrichtung des ersten Vorsprunges 15 a ist umgekehrt zu der des zweiten Vorsprunges 16 b und sie werden in synchroner Beziehung zueinander betätigt, während ein Phasenwinkel von 180° aufrechterhalten wird.
In den Fällen (1) und (2) kann jeder Schrägverzahnungswinkel
zwischen Null und einem gewissen Winkelbetrag sowohl
nach links als auch nach rechts durch Einstellen des
Hubes sowohl der Schablone 15 als auch der ersten Innenschablone
16 eingestellt werden. In den Fällen (3) und (4)
kann der Schrägverzahnungswinkel vergrößert werden, wohingegen
die Drehrichtung konstant bleibt.
Somit kann jeder benötigte Schrägverzahnungswinkel durch
wahlweises Bestimmen der Steigungshöhe des zweiten Vorsprunges
16 b an der Schablone 16 der Steigungsrichtung und
des Hubes der Schablone 16 erhalten werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 soll im folgenden der Kurbelmechanismus
81 beschrieben werden, der mit der Kurbelwelle
80 zum Antrieb der Verbindungsstange 19 dient. Bezüglich
weiterer Details, auf die hier nicht eingegangen
werden soll, wird ausdrücklich auf die JP-OS 23 932/1984
verwiesen. An der Kurbelwelle 80 ist ein Flansch 82 befestigt
und eine exzentrische Welle 83 ist gleitbeweglich an
dem Flansch 82 gelagert und kann in radialer Richtung relativ
zu der Kurbelwelle 80 bewegt werden. Das obere Ende
der Verbindungsstange 19 ist mittels eines Lagers 84
schwenkbeweglich an der Welle 83 befestigt. Das untere
Ende der Verbindungsstange 19 ist schwenkbeweglich mittels
des Lagers 20 an der ersten weiblichen Schablone 16 befestigt.
Wenn die Kurbelwelle 80 gedreht wird, wobei die
Exzenterwelle 83 von der Rotationsachse der Kurbelwelle 80
um einen bestimmten Betrag exzentrisch versetzt wird, wird
die erste weibliche Schablone 16 in axialer Richtung der
Hauptspindel 11 über die Verbindungsstange 19 auf- und
abbewegt.
Der Kurbelmechanismus weist weiterhin eine Einstellschraube
85 auf, mittels der die Lage der Exzenterwelle 83 in
radialer Richtung zur Kurbelwelle 80 wie gewünscht verstellt
werden kann. Durch diese Einstellung der Exzentrizität
der Welle 83 kann die Hublänge der ersten weiblichen
Schablone 16 justiert werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 soll im folgenden
ein Antriebsmechanismus 91 für das Zahnrad 22 beschrieben
werden, der das Zahnrad 22 synchron zur Arbeitsweise der
Verbindungsstange 19 antreibt. Bezüglich genauerer Details
wird hier ausdrücklich auf die JP-OS 23 932/1984 verwiesen.
Wie aus Fig. 16 hervorgeht, weist eine Kurbelwelle 90,
welche synchron relativ zur Kurbelwelle 80 dreht, einen
Flansch 92 und eine Exzenterwelle 93 ähnlich dem Flansch
82 und der Exzenterwelle 83 des Kurbelmechanismus 81 auf.
Das obere Ende einer Verbindungsstange 96 ist schwenkbeweglich
mittels eines Lagers 94 an der Exzenterwelle 93
befestigt. Das untere Ende der Verbindungsstange 96 ist
ebenfalls schwenkbeweglich mit dem Antriebszahnrad 22
verbunden. Somit ist die Verbindungsstange 96 in der Lage,
sich in vertikaler Richtung hin- und herzuwegen. Wenn die
Kurbelwelle 90 gedreht wird, wobei die Exzenterwelle 93
relativ zur Drehachse der Kurbelwelle 90 um einen bestimmten
Betrag exzentrisch angeordnet ist, wird die Verbindungsstange
96 auf- und abbewegt, wie in Fig. 17 durch
die Pfeile dargestellt, so daß das Antriebszahnrad 22 um
einen bestimmten Winkelbetrag hin- und hergedreht wird.
Dies führt dazu, daß sowohl die Hauptspindel 11 als auch
die erste weibliche Schablone 16, welche mit dem Verbindungsstab
19 verbunden sind, synchron auf- und abbewegt
werden.
Der Antriebsmechanismus 91 weist weiterhin eine Einstellschraube
95 auf, mit der der Exzentritzitätsbetrag der
Welle 93 relativ zur Drehachse der Kurbelwelle 90 einstellbar
ist. Somit kann der Hub sowohl der Hauptspindel
11 als auch der männlichen Schablone 15 durch Ändern des
Exzentritätsbetrages wie gewünscht eingestellt werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 soll nun eine zweite
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben
werden.
Wie aus den Figuren hervorgeht, weist die zweite Ausführungsform
eine drehbare Hauptspindel 111 auf, welche an
ihrem unteren Ende ein Schneidwerkzeug 112 trägt. Die
Hauptspindel 111 ist in einem Schneidkopf 114 mittels eines
Lagers 113 derart gelagert, daß sie sowohl in axialer
Richtung auf- und abbewegbar ist als sich auch in Umfangsrichtung
drehen kann. Eine männliche oder Außenschablone
115 mit einem ersten schraubenförmigen Vorsprung 115 a ist
an einem oberen sich verjüngenden Abschnitt 111 a der
Hauptspindel 111 befestigt. Um die Außenschablone 115 ist
eine weibliche oder Innenschablone 116 derart angeordnet,
daß der erste schraubenförmige Vorsprung 115 a an der
Innenschablone 115 in einer ersten schraubenförmigen Ausnehmung
116 a an der Innenwand der ersten Innenschablone
116 verläuft. An der Außenumfangsfläche der ersten
Schablone 116 ist ein zweiter schraubenförmiger Vorsprung
116 b ausgebildet. Es sei hier festgehalten, daß der zweite
schraubenförmige Vorsprung 116 b die gleiche Steigung wie
der erste Vorsprung 115 a aufweist aber in entgegengesetzter
Richtung verläuft. Um die erste weibliche Schablone
116 ist eine zweite weibliche Schablone 117 derart angeordnet,
daß der zweite Vorsprung 116 b an der ersten Schablone
116 in einer zweiten schraubenförmigen Ausnehmung
117 a an der Innenwand der zweiten weiblichen Schablone 117
verläuft. Während der Zahnradfertigung wird die zweite
weibliche Schablone 117 in synchroner Beziehung relativ zu
einem schrägverzahnten Zahnrad gedreht, welches zu fertigen
ist, wobei diese Drehung durch ein Schneckenrad 118
und eine in der Zeichnung nicht dargestellte Schnecke erfolgt.
An der Spitze der männlichen Schablone 115 ist ein
Lagerkäfig 119 befestigt, so daß die Hauptspindel 111 über
die männliche Schablone 115 und den Lagerkäfig 119 mit
einer Verbindungsstange 120 verbunden ist, welche mittels
eines Kurbelmechanismus 181 (Fig. 18) antreibbar ist, wobei
der Kurbelmechanismus mit einer Kurbelwelle 180 verbunden
ist, so daß die Hauptspindel auf- und abbewegbar
ist. Wenn somit der Kurbelmechanismus 181 angetrieben
wird, wird die Hauptspindel 111 über die Verbindungsstange
120 und ein Lager 121 in axialer Richtung auf- und abbewegt.
Der Kurbelmechanismus 181 wird noch im Detail erläutert.
Mittels eines Flansches 122 ist die Hauptspindel 111 fest
mit der weiblichen Schablone 116 verbunden. An einem
Flansch 123, der einstückig an dem Flansch 122 ausgebildet
ist, ist eine umlaufende Ausnehmung 123 a ausgebildet,
wohingegen eine weitere umlaufende Ausnehmung 124 a an
einem Flansch 124 ausgebildet ist, der seinerseits einstückig
an der Hauptspindel 111 ausgebildet ist. Wie insbesondere
aus Fig. 3 hervorgeht, ist ein Paar von Gleitsteinen
125 in der Ausnehmung 123 a gleitbeweglich geführt,
wobei jeder der Gleitsteine 125 schwenkbeweglich über ein
Zwischenstück 127 und einen Bolzen 126 gelagert ist. Das
Zwischenstück 127 wiederum ist um einen Lagerbolzen 128
drehbar, der in dem Schneidkopf 114 gelagert ist. Wie aus
Fig. 4 hervorgeht, ist ein Rahmen 129 derart gelagert, daß
er sich in einer Führung 130 im rechten Winkel relativ zur
Hauptspindel 111 bewegen kann. Ein Paar von Lagerbolzen
132 dient als Schwenkpunkt für ein Zwischenstück 131 und
ist zu beiden Seiten des Rahmens 129 gehalten, wobei ein
Gleitstein 133, der in dem Zwischenstück 131 läuft, an
jedem der Lagerbolzen 132 gelagert ist. Ein weiteres Paar
von Gleitsteinen 135 ist mittels Bolzen 134 an beiden
Seiten des Zwischenstückes 131 gelagert und verläuft in
der ringförmigen Ausnehmung 124 a. Das Zwischenstück 127
bzw. das Zwischenstück 131 tragen mittels Bolzen 136 bzw.
137 Gleitsteine 138 bzw. 139.
Der Schneidkopf 114 weist ein Zwischenstück 140 auf, welches
parallel zur Hauptspindel 111 gleitbeweglich ist und
die Gleitschiene 138 und 139 sind in rechteckigen Ausnehmungen
an beiden Endstücken des Zwischenstückes 140 eingesetzt.
Wenn durch eine Gleitbewegung des Rahmens 129 die
Lagerbolzen 132 versetzt werden, wird eine Versetzung des
Zwischenstückes 131 durch entsprechende Anschlagmittel
verhindert, welche jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt
sind.
Die Arbeits- bzw. Funktionsweise dieser zweiten Ausführungsform
wird im folgenden erläutert:
Die Hauptspindel 111 mit dem Schneidwerkzeug 112 wird zusammen
mit der männlichen Scahblone 115 auf- und abbewegt,
wenn die Verbindungsstange 120 angetrieben wird. Der
Flansch 124 an der Hauptspindel 111 bewegt die Zwischenstücke
131, 140 und 127 und bewegt weiterhin die erste
weibliche Schablone 116 über den Flansch 123 und den
Flansch 122 relativ zur Hauptspindel 111 auf und ab. Während
der Bewegung des Flansches 124 wird sowohl die Drehbewegung
der Hauptspindel 111, welche durch die Steigung
des ersten Vorsprunges 115 a an der Schablone 115 als auch
die Bewegung der Hauptspindel, welche durch die Steigung
des zweiten Vorsprunges 116 b an der ersten weiblichen
Schablone 116 erzeugt wird in eine Drehbewegung der
Hauptspindel 111 über die Zwischenstücke 131, 140 und 127
entsprechend dem Hub der Relativbewegung durch eine Kombination
der männlichen Schablone 115 und der ersten weiblichen
Schablone 116 übertragen, so daß die Hauptspindel
111 zusätzlich zur Versetzung in axialer Richtung eine
Schraubenbewegen ausführt. Da die Lage der Bolzen 132,
welche als Schwenkpunkt für das Zwischenstück 131 dienen
mittels des Rahmens 129 versetzt wird, ändert sich der Hub
der Relativbewegung der Kombination der männlichen Schablone
115 und der ersten weiblichen Schablone 116. Somit
kann der Winkel der Schraubenbewegung der Hauptspindel 111
variiert werden.
Wenn gemäß Fig. 2 der Abstand zwischen der Drehachse der
Hauptspindel 111 und dem Bolzen 137 mit A festgelegt wird,
der Abstand zwischen dem Bolzen 132 und dem Bolzen 137 mit
a festgelegt wird, eine Schwenkpunktlage des Zwischenstückes
131 mit a/A festgelegt wird und der Steigungsdrehwinkel
der Hauptspindel 111 mit α festgelegt wird,
ergibt sich zwischen der Schwenkpunktslage a/A des Zwischenstückes
131 und dem Steigungsdrehwinkel α der Hauptspindel
111 eine Beziehung wie sie in Fig. 5 dargestellt
ist. In Fig. 5 bedeutet + daß die Hauptspindel 111 sich
nach rechts dreht und - bedeutet, daß sich die Hauptspindel
nach links dreht; "rechts" und "links" bedeutet aus
der Richtung der Verbindungsstange gesehen. Wie weiterhin
aus der Zeichnung hervorgeht, verursacht eine Versetzung
der Schwenkpunktslage des Zwischenstückes 131 in Richtung
auf die Hauptspindel 111, daß sich diese nach links dreht
und eine Versetzung der Schwenkpunktslage des Zwischenstückes
131 in Richtung des Bolzens 137 bewirkt, daß sich
die Hauptspindel 111 nach rechts dreht. Somit kann jeder
Schraubendrehwinkel der Hauptspindel 111 einjustiert werden.
Wird die erste weibliche Schablone 116 stationär gehalten,
dann führt die Hauptspindel 111 eine Drehung entsprechend
der Steigung des ersten Vorsprunges 115 a an der männlichen
Schablone 115 aus. Wird die erste weibliche Schablone 116
mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Hauptspindel 111
in axialer Richtung bewegt, führt letztere eine Drehung
entsprechend der Steigung des zweiten Vorsprunges 116 b an
der ersten weiblichen Schablone 116 aus. Wird die erste
weibliche Schablone 116 in axialer Richtung mit der halben
Geschwindigkeit der männlichen Schablone 115 bewegt, wird
die Drehbewegung der ersten Schablone 116 durch die Drehbewegung
der männlichen Schablone 115 neutralisiert, so
daß die Hauptspindel 111 nur eine Bewegung in axialer
Richtung ausführt.
Anhand von Fig. 18 soll im folgenden der Aufbau des Kurbelmechanismus
181 zum Antrieb der Verbindungsstange 120
näher erläutert werden. Bezüglich spezieller Details wird
ausdrücklich auf die JP-OS-23 932/1984 verwiesen.
Am freien Ende der Kurbelwelle 180 ist ein Flansch 182
befestigt und eine Exzenterwelle 183 ist an dem Flansch
182 derart gelagert, daß sie sich in radialer Richtung
relativ zur Kurbelwelle 180 verschieben läßt. Das obere
Ende der Verbindungsstange 120 ist mittels eines Lagers
184 schwenkbeweglich an der Exzenterwelle 183 gelagert.
Das andere Ende der Verbindungsstange 120 ist mittels eines
weiteren Lagers 121 schwenkbeweglich an der männlichen
Schablone 115 gelagert. Wenn die Kurbelwelle 180 gedreht
wird, wobei die Exzenterwelle 183 relativ zur Drehachse
der Kurbelwelle 180 um einen bestimmten Betrag exzentrisch
angeordnet ist, wird die männliche Schablone 115 mittels
der Verbindungsstange 120 in axialer Richtung der Hauptspindel
110 um einen bestimmten Betrag auf- und abbewegt.
Der Mechanismus weist weiterhin eine Einstellschraube 185
auf, so daß die Lage der Exzenterwelle 183 in radialer
Richtung relativ zur Kurbelwelle 180 durch Drehen der
Einstellschraube 185 eingestellt werden kann. Insbesondere
kann somit der Exzentritätsgrad eingestellt werden.
Durch Änderung der Exzentrizität kann somit die Hubhöhe
auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
Bei der Beschreibung der zweiten Ausführungsform wurde
davon ausgegangen, daß der erste schraubenförmige Vorsprung
115 a die gleiche Steigung wie der zweite schraubenförmige
Vorsprung 116 b mit entgegengesetzter Drehrichtung
aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht
auf diese Ausführungsform beschränkt; der Betrag der Steigung
und die Richtung der Schraubenwindung können frei gewählt
werden.
Wie aus der obigen Beschreibung und der dazugehörigen
Zeichnung hervorgeht, kann der Steigungswinkel der Hauptspindel
111 unter Verwendung der Zwischenstücke 127, 131
und 140 auf den gewünschten Wert einjustiert werden. Somit
hat diese Vorrichtung den Vorteil, daß beliebige Mittel
verwendet werden können, um die Hauptspindel 111 in axialer
Richtung zu bewegen und Änderungen des Hubes der
Hauptspindel 111 in axialer Richtung können durch enstprechende
Einstellungen der Zwischenteile 127, 131 und
140 kompensiert werden. Weiterhin kann eine korrekte
Schraubendrehung erreicht werden, selbst dann, wenn die
Versetzungsgeschwindigkeit der Hauptspindel 111 in axialer
Richtung sich nicht linear ändert. Da die Versetzung des
Schwenkpunktes der Zwischenstücke 127, 131 und 140 durch
Versetzung des Rahmens 129 durchgeführt wird, kann der
Mechanismus zur Versetzung des Schwenkpunktes einfach aufgebaut
sein und weiterhin kann eine automatische Steuerung
der Schwerpunktsversetzung ohne weiteres ermöglicht werden.
Da weiterhin die Einstellteile miteinander in Oberflächenanlage
sind, weist der gesamte Mechanismus eine hohe
Steifigkeit auf.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 10 wird im folgenden
eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
näher erläutert.
Wie aus den Figuren hervorgeht, weist die zweite Ausführungsform
eine drehbare Hauptspindel 211 auf, welche an
ihrem unteren Ende ein Schneidwerkzeug 212 trägt. Die
Hauptspindel 211 ist in einem Schneidkopf 213 mittels eines
Lagers 214 derart gelagert, daß sie sowohl in axialer
Richtung auf- und abbewegbar ist als sich auch in Umfangsrichtung
drehen kann. Eine männliche oder Außenschablone
215 mit einem ersten schraubenförmigen Vorsprung 215 a ist
an einem oberen sich verjüngenden Abschnitt der Hauptspindel
211 befestigt. Um die Außenschablone 215 ist eine
weibliche oder Innenschablone 216 derart angeordnet, daß
der erste schraubenförmige Vorsprung 215 a an der Innenschablone
215 in einer ersten schraubenförmigen Ausnehmung
216 a an der Innenwand der ersten Innenschablone 216 verläuft.
An der Außenumfangsoberfläche der ersten Schablone
216 ist ein zweiter schraubenförmiger Vorsprung 216 b ausgebildet.
Um die erste weibliche Schablone 216 ist eine
zweite weibliche Schablone 217 derart angeordnet, daß der
zweite Vorsprung 216 b an der ersten Schablone 216 in einer
zweiten schraubenförmigen Ausnehmung 217 a an der Innenwand
der zweiten weiblichen Schablone 217 verläuft. Während der
Zahnradfertigung wird die zweite weibliche Schablone 217
in synchroner Beziehung relativ zu einem schrägverzahnten
Zahnrad gedreht, welches zu fertigen ist, wobei diese
Drehung durch ein Schneckenrad 218 und eine in der Zeichnung
nicht dargestellten Schnecke erfolgt.
Am oberen Ende der männlichen Schablone 215 ist ein Gehäuse
219 befestigt und ein Lager 221 am unteren Ende einer
Schraube 220 ist dreh- und schwenkbar in dem Gehäuse
219 gehalten. Der obere Endbereich der Schraube 220 ist in
eine Gewindebohrung in einem Block 222 eingeschraubt und
ein Stab 224, der drehbeweglich in einem Getriebegehäuse
223 gelagert ist, ist an dem Block 222 befestigt. Während
der Zahnradfertigung wird der Gewindeeingriff zwischen der
Schraube 220 und der Gewindebohrung aufrechterhalten, so
der Schraube 220, dem Block 222 und dem Stab 224 mittels
des Lagers 221 und dem Getriebegehäuse 223 an seinen beiden
Endseiten gelagert ist.
Eine erste Kurbelwelle 225 für die männliche Schablone 215
ist drehbeweglich in dem Getriebegehäuse 223 gelagert und
trägt an ihrer Endseite eine Konsole 226, welche gleitbeweglich
gelagert ist. An der Konsole 226 ist ein Flansch
227 befestigt und in dem Freiraum zwischen der Konsole 226
und dem Flansch 227 ist eine kreisförmige Scheibe 228
drehbar gelagert. Die Scheibe 228 trägt drei Spurrollen
230 mittels Bolzen 229 und an dem Block 222 ist ein Bügel
231 befestigt, der sich im rechten Winkel relativ zur
Längsachse der Hauptspindel 211 derart erstreckt, daß die
drei Spurrollen 230 den Bügel 231 umgreifen. Die erste
Kurbelwelle 225 weist weiterhin einen Flansch 232 an ihrem
linken Ende auf, sowie eine Schraube 233, die drehbar in
dem Flansch 232 befestigt ist. Am oberen Ende der Schraube
233 ist ein Zahnrad 234 befestigt und die Schraube 233 ist
unverrückbar in axialer Richtung mittels einer Mutter 235
gehalten. Die Konsole 226 weist eine Gewindebohrung 236
auf, welche mit der Schraube 233 in Eingriff steht.
Ein Zylinder 238, der einstückig eine ringförmig umlaufende
Platte 237 aufweist, ist an der ersten weiblichen
Schablone 216 angeordnet und eine Mehrzahl von Spurrollen
239 sind an der Platte 237 des Zylinders 238 derart
in Anlage, daß sie die Platte 237 zwischen sich einklemmen.
Jede der Rollen 239 ist mittels eines Bolzens 240 an
einem Gleitteil 241 befestigt, wobei das Gleitteil 241
seinerseits mittels einer Linearführung 242 gleitbeweglich
gelagert ist. Eine zweite Kurbelwelle 243 für die erste
weibliche Schablone 216 ist horizontal fluchtend mit der
ersten Kurbelwelle 225 drehbeweglich in dem Getriebegehäuse
223 und symmetrisch zur ersten Kurbelwelle angeordnet.
Die zweite Kurbelwelle 243 weist drei Spurrollen 244,
Bolzen 245, eine kreisförmige Platte 246, einen Flansch
247, eine Konsole 248, eine Gewindebohrung 249, eine
Stellschraube 250, einen Flansch 251, eine Mutter 252 und
ein Zahnrad 270 in gleicher Weise wie die erste Kurbelwelle
225 auf. Die drei Spurrollen 244 sind mit dem Bügel
253 in Eingriff, der sich im rechten Winkel zur Gleitbewegungsrichtung
des Gleitteiles 241 erstreckt.
Wie aus Fig. 9 hervorgeht, sind die beiden Kurbelwellen
225 und 243 mittels dem in der Zeichnung dargestellten
Getriebezug betriebsmäßig miteinander mit einem Phasenwinkel
von Null oder 180° erbunden. Die Drehung der ersten
Kurbelwelle 225 wird in eine axiale Auf- und Abbewegung
der männlichen Schablone 215 und der Hauptspindel 211 über
den Bügel 231, den Block 222, die Schraube 220, das Lager
221 und das Gehäuse 219 umgewandelt, wobei diese Umwandlung
über einen sogenannten Scotch-Mechanismus bestehend
aus der ersten Kurbelwelle 225, der Konsole 226, dem
Flansch 227, den Rollen 230 und dem Bügel 231 erfolgt. Zu
diesem Zeitpunkt wird die Drehbewegung der zweiten Kurbelwelle
243 ebenfalls in eine Auf- und Abbewegung in axialer
Richtung der ersten weiblichen Schablone 216 über den Bügel
253, das Gleitteil 241 und die Rollen 244 umgewandelt,
wobei auch hier die Umwandlung mit einem Scotch-Mechanismus
erfolgt, der den gleichen Aufbau hat wie der der ersten
Kurbelwelle. Somit führt die Hauptspindel 211 eine
Schraubbewegung aus, welche aus einer Auf- und Abbewegung
in axialer Richtung und einer Drehbewegung besteht, wobei
die Drehbewegung eine Kombination der Drehung der männlichen
Schablone 215 relativ zur ersten weiblichen Schablone
216 entsprechend der Hubstrecke der männlchen Schablone
215 relativ zur ersten weiblichen Schablone 216 und eine
Drehbewegung der ersten weiblichen Schablone 216 relativ
zur zweiten weiblichen Schablone 217 ist.
Die Hubstrecke der Hauptspindel 211 kann durch Drehen der
Schraube 233 über das Zahnrad 234, Schieben der Konsole
226 über die Gewindebohrung 236 und somit Ändern des Kurbelradius
R 1 der männlichen Schablone 215 eingestellt werden.
Die Hubstrecke der ersten weiblichen Schablone 216
kann auf den so bestimmten Kurbelradius R 1 durch Drehen
des Zahnrades 270, Schieben der Konsole 248 und somit Ändern
des Kurbelradius R 2 der ersten weiblichen Schablone
216 angepaßt werden.
Fig. 10 zeigt, wie sich der Steigungsdrehwinkel α der
Hauptspindel 211 in Abhängigkeit der Relativbewegung ändert,
welche durch die männliche Schablone 215 relativ zu
der ersten weiblichen Schablone 216 ausgeführt wird. Ein
Pluszeichen vor α entspricht dem Fall einer Drehung nach
rechts von oben gesehen und ein Minuszeichen vor dem α
entspricht dem Fall einer Drehung nach links. In der dargestellten
Ausführungsform hat der erste Vorsprung 215 a
auf der männlichen Schablone 215 eine Steigung nach rechts
und der zweite Vorsprung 216 b auf der rech ersten weiblichen
Schablone 216 hat eine Steigung nach links, wobei die
beiden Steigungen zueinander in den Abmessungen identisch
sind. Wenn somit die erste weibliche Schablone 216 stationär
gehalten wird, führt die Hauptspindel 211 eine nach
rechts gerichtete Schraubenbewegung entlang des ersten
Vorsprunges 215 a auf der Schablone 215 aus. Wenn die erste
weibliche Schablone 216 mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die männliche Schablone 215 mit einem Phasenwinkel von
Null Grad bewegt wird, entsteht eine nach links gerichtete
Schraubenbewegung entlang des zweiten Vorsprunges 216 b auf
der ersten weiblichen Schablone 216. Wenn die erste weibliche
Schablone 216 mit einer Geschwindigkeit bewegt wird,
welche halb so hoch ist wie die der männlichen Schablone
215 mit einem Phasenwinkel von Null Grad, wird die Drehbewegung
der ersten weiblichen Schablone 216 durch die
Drehbewegung der männlichen Schablone 215 kompensiert und
die Hauptspindel 211 bewegt sich nur in axialer Richtung
auf und ab. Wenn weiterhin die erste weibliche Schablone
216 in axialer Richtung mit einem Phasenwinkel von 180
Grad relativ zur männlichen Schablone 215 bewegt wird,
führt die Hauptspindel 211 eine nach rechts gerichtete
Schraubenbewegung mit einer Steigung aus, welche geringer
ist als die Steigung des ersten Vorsprunges 215 a auf der
Schablone 215.
Da die erste weibliche Schablone 216 das Geschwindigkeitsverhältnis
relativ zur männlichen Schablone 215 bei einem
Phasenwinkel von Null Grad im Bereich von 0 bis 1,2 und
bei einem Phasenwinkel von 180 Grad im Bereich von 0 bis
2,0 durch entsprechende Einstellung der Kurbelradien
ändern kann, kann jede gewünschte Schrägverzahnungssteigerung
(bezüglich Größe und Richtung) eingestellt werden.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Phasenwinkel
der männlichen Schablone 215 relativ zur ersten weiblichen
Schablone 216 auf 0 oder 180 Grad ohne Verwendung eines
Getriebezuges eingestellt worden, während die Richtung der
Kurbelradien R 1 und R 2 gleich oder einander entgegengesetzt
festgelegt wurden. Alternativ hierzu kann jede numerische
Steuerung anstelle der oben erwähnten Antriebe
und Steuerungen verwendet werden. Weiterhin kann das
Geschwindigkeitsverhältnis der männlichen Schablone 215
relativ zur ersten weiblichen Schablone 216 durch Änderung
eines Winkels der Bügel 231 und 253 relativ zur Längsachse
der Hauptspindel 211 geändert werden.
Wie aus Fig. 9 hervorgeht, wird das Getriebe 234 mittels
eines Servomotors 154 über Zahnräder 255 und 256, Zahnräder
257 und 258 und ein Zahnrad 261 angetrieben. Auf ähnliche
Weise wird das Zahnrad 270 mittels eines Servomotors
254 über Zahnräder 255 und 256, Zahnräder 259 und 260 und
ein Zahnrad 266 angetrieben. Die Zahnräder 261 und 234 und
262 und 270 werden nur dann miteinander in Eingriff gebracht,
wenn der Hubabstand der männlichen Schablone 215
und der ersten weiblichen Schablone 216 eingestellt werden
müssen. Die Zahnräder 261 und 262 werden in axialer Richtung
von den Zahnrädern 234 und 270 durch in der Zeichnung
nicht dargestellte Bewegungsmittel außer Eingriff gebracht.
Weiterhin ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter
Mechanismus zum Bewegen der Stellung der Hauptspindel
211 in vertikaler Richtung vorgesehen.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann jeder
nötige Steigungswinkel durch entsprechendes Festsetzen der
Relativversetzung der männlichen Schablone 215 relativ zur
ersten weiblichen Schablone 216 sowie durch Festsetzen der
Versetzungsgeschwindigkeit eingestellt werden.
Claims (3)
1. Führungsvorrichtung für eine Hobel- und Stoßmaschine
zur Fertigung von insbesondere schrägverzahnten
Zahnrädern, gekennzeichnet durch:
eine Hauptspindel, welche in axialer Richtung auf- und abbewegbar ist und sich in Umfangsrichtung dreht;
eine erste Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Hauptspindel, so daß sich diese auf- und abbewegt;
eine männliche Schablone, welche mit der Hauptspindel fest verbunden ist oder einstückig an dieser ausgebildet ist und welche einen ersten schraubenförmigen Vorsprung aufweist, dessen Steigung und Richtung einem bestimmten benötigten Steigungswinkel entsprechen;
eine erste weibliche Schablone, welche um die männliche Schablone angeordnet ist und an ihrer Innenoberfläche eine erste schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der erste schraubenförmige Vorsprung an der männlichen Schablone eingreift und welche einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, dessen Steigung und Richtung gleich oder entgegengesetzt der Steigung und Richtung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges sind;
eine zweite weibliche Schablone, welche um die erste weibliche Schablone herum angeordnet ist und an ihrer inneren Oberfläche eine zweite schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der zweite schraubenförmige Vorsprung an der ersten weiblichen Schablone eingreift, wobei die zweite weibliche Schablone synchron mit einem zu bearbeitenden Werkstück gedreht wird; und
zweite Antriebsvorrichtungen zum Hin- und Herbewegen der ersten weiblichen Schablone in axialer Richtung der Hauptspindel synchron zur Hin- und Herbewegung der Hauptspindel.
eine Hauptspindel, welche in axialer Richtung auf- und abbewegbar ist und sich in Umfangsrichtung dreht;
eine erste Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Hauptspindel, so daß sich diese auf- und abbewegt;
eine männliche Schablone, welche mit der Hauptspindel fest verbunden ist oder einstückig an dieser ausgebildet ist und welche einen ersten schraubenförmigen Vorsprung aufweist, dessen Steigung und Richtung einem bestimmten benötigten Steigungswinkel entsprechen;
eine erste weibliche Schablone, welche um die männliche Schablone angeordnet ist und an ihrer Innenoberfläche eine erste schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der erste schraubenförmige Vorsprung an der männlichen Schablone eingreift und welche einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, dessen Steigung und Richtung gleich oder entgegengesetzt der Steigung und Richtung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges sind;
eine zweite weibliche Schablone, welche um die erste weibliche Schablone herum angeordnet ist und an ihrer inneren Oberfläche eine zweite schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der zweite schraubenförmige Vorsprung an der ersten weiblichen Schablone eingreift, wobei die zweite weibliche Schablone synchron mit einem zu bearbeitenden Werkstück gedreht wird; und
zweite Antriebsvorrichtungen zum Hin- und Herbewegen der ersten weiblichen Schablone in axialer Richtung der Hauptspindel synchron zur Hin- und Herbewegung der Hauptspindel.
2. Führungsvorrichtung für eine Hobel- und Stoßmaschine
zur Fertigung von insbesondere schrägverzahnten
Zahnrädern, gekennzeichnet durch:
eine Hauptspindel, welche in axialer Richtung auf- und abbewegbar ist und sich in Umfangsrichtung dreht;
eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Hauptspindel, so daß sich diese auf- und abbewegt;
eine männliche Schablone, welche mit der Hauptspindel fest verbunden ist oder einstückig an dieser ausgebildet ist und welche einen ersten schraubenförmigen Vorsprung aufweist, dessen Steigung und Richtung einem bestimmten benötigten Steigungswinkel entsprechen;
eine erste weibliche Schablone, welche um die männliche Schablone herum angeordnet ist und eine erste schraubenförmige Ausnehmung an ihrer Innenwand aufweist, in welche der erste schraubenförmige Vorsprung an der männlichen Schablone eingreift und welche einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, dessen Steigung und Richtung entsprechend dem benötigten Steigungswinkel bestimmt sind;
eine zweite weibliche Schablone, welche um die erste weibliche Schablone herum angeordnet ist und an ihrer inneren Oberfläche eine zweite schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der zweite schraubenförmige Vorsprung an der ersten weiblichen Schablone eingreift, wobei die zweite weibliche Schablone synchron mit einem zu bearbeitenden Werkstück gedreht wird; und
einen Verbindungsmechanismus zum Verbinden der Hauptspindel mit der ersten weiblichen Schablone derart, daß deren Schwerpunktslage änderbar ist, wobei der Verbindungsmechanismus das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Hauptspindel zu erster weiblicher Schablone durch Änderung der Schwerpunktslage einstellt.
eine Hauptspindel, welche in axialer Richtung auf- und abbewegbar ist und sich in Umfangsrichtung dreht;
eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Hauptspindel, so daß sich diese auf- und abbewegt;
eine männliche Schablone, welche mit der Hauptspindel fest verbunden ist oder einstückig an dieser ausgebildet ist und welche einen ersten schraubenförmigen Vorsprung aufweist, dessen Steigung und Richtung einem bestimmten benötigten Steigungswinkel entsprechen;
eine erste weibliche Schablone, welche um die männliche Schablone herum angeordnet ist und eine erste schraubenförmige Ausnehmung an ihrer Innenwand aufweist, in welche der erste schraubenförmige Vorsprung an der männlichen Schablone eingreift und welche einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, dessen Steigung und Richtung entsprechend dem benötigten Steigungswinkel bestimmt sind;
eine zweite weibliche Schablone, welche um die erste weibliche Schablone herum angeordnet ist und an ihrer inneren Oberfläche eine zweite schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der zweite schraubenförmige Vorsprung an der ersten weiblichen Schablone eingreift, wobei die zweite weibliche Schablone synchron mit einem zu bearbeitenden Werkstück gedreht wird; und
einen Verbindungsmechanismus zum Verbinden der Hauptspindel mit der ersten weiblichen Schablone derart, daß deren Schwerpunktslage änderbar ist, wobei der Verbindungsmechanismus das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Hauptspindel zu erster weiblicher Schablone durch Änderung der Schwerpunktslage einstellt.
3. Führungsvorrichtung für eine Hobel- und Stoßmaschine
zur Fertigung von insbesondere schrägverzahnten
Zahnrädern, gekennzeichnet durch:
eine Hauptspindel, welche in axialer Richtung auf- und abbewegbar ist und sich in Umfangsrichtung dreht;
eine männliche Schablone, welche mit der Hauptspindel fest verbunden ist oder einstückig an dieser ausgebildet ist und welche einen ersten schraubenförmigen Vorsprung aufweist, dessen Steigung und Richtung einem bestimmten benötigten Steigungswinkel entsprechen;
eine erste weibliche Schablone, welche um die männliche Schablone angeordnet ist und an ihrer Innenoberfläche eine erste schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der erste schraubenförmige Vorsprung an der männlichen Schablone eingreift und welche einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, dessen Steigung und Richtung gleich oder entgegengesetzt der Steigung und Richtung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges sind;
eine zweite weibliche Schablone, welche um die erste weibliche Schablone herum angeordnet ist und an ihrer inneren Oberfläche eine zweite schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der zweite schraubenförmige Vorsprung an der ersten weiblichen Schablone eingreift, wobei die zweite weibliche Schablone synchron mit einem zu bearbeitenden Werkstück gedreht wird; und
einen ersten Kurbelmechanismus, zum Hin- und Herbewegen der männlichen Schablone zusammen mit der Hauptspindel in axialer Richtung durch Drehen einer ersten Kurbelwelle und eine zweiten Kurbelmechanismus zum Hin- und Herbewegen der ersten weiblichen Schablone synchron zur Bewegung der männlichen Schablone mit einem Phasenwinkel von Null oder 180 Grad relativ zur männlichen Schablone mittels Drehung einer zweiten Kurbelwelle, welche synchron zur ersten Kurbelwelle dreht.
eine Hauptspindel, welche in axialer Richtung auf- und abbewegbar ist und sich in Umfangsrichtung dreht;
eine männliche Schablone, welche mit der Hauptspindel fest verbunden ist oder einstückig an dieser ausgebildet ist und welche einen ersten schraubenförmigen Vorsprung aufweist, dessen Steigung und Richtung einem bestimmten benötigten Steigungswinkel entsprechen;
eine erste weibliche Schablone, welche um die männliche Schablone angeordnet ist und an ihrer Innenoberfläche eine erste schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der erste schraubenförmige Vorsprung an der männlichen Schablone eingreift und welche einen zweiten schraubenförmigen Vorsprung an ihrer äußeren Oberfläche aufweist, dessen Steigung und Richtung gleich oder entgegengesetzt der Steigung und Richtung des ersten schraubenförmigen Vorsprunges sind;
eine zweite weibliche Schablone, welche um die erste weibliche Schablone herum angeordnet ist und an ihrer inneren Oberfläche eine zweite schraubenförmige Ausnehmung aufweist, in welche der zweite schraubenförmige Vorsprung an der ersten weiblichen Schablone eingreift, wobei die zweite weibliche Schablone synchron mit einem zu bearbeitenden Werkstück gedreht wird; und
einen ersten Kurbelmechanismus, zum Hin- und Herbewegen der männlichen Schablone zusammen mit der Hauptspindel in axialer Richtung durch Drehen einer ersten Kurbelwelle und eine zweiten Kurbelmechanismus zum Hin- und Herbewegen der ersten weiblichen Schablone synchron zur Bewegung der männlichen Schablone mit einem Phasenwinkel von Null oder 180 Grad relativ zur männlichen Schablone mittels Drehung einer zweiten Kurbelwelle, welche synchron zur ersten Kurbelwelle dreht.
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