DE364112C - Maschine zum Fraesen von Stirn-, Schnecken-, Schrauben- und Kegelraedern nach dem Abwaelzverfahren - Google Patents

Description

Allen bisher auf dem Markt befindlichen Maschinen zur Herstellung von Kegelrädern haften größere Mangel an. Es dauert entweder, wie beim Hobeln z. B., die Arbeits-5 operation sehr lange, und es sind außerdem, wie bei den Schablonenverfahren, viele teure Zahnformschablonen nötig, oder man braucht bei den Maschinen nach dem Wälzverfahren viele teure Werkzeuge, und die Bedienung ist ίο äußerst umständlich. Der größte Übelstand ist aber der, daß alle bis jetzt auf dem Markt befindlichen Spezialmaschinen für die Herstellung von Kegelrädern nur hierfür zu verwenden sind, während die Herstellung von Stirn-, Schnecken- und Schraubenrädern nicht darauf erfolgen kann.

Mit nachstehend beschriebener Maschine sind alle diese vorstehend erwähnten Übelstände behoben, da es dadurch möglich ist, auf ein und derselben Maschine Kegelräder, Stirn-, Schnecken- und Schraubenräder nach dem Abwälzverfahren fertig zu fräsen und dabei zufolge der Eigenart des verwendeten Werkzeuges mit nur einigen Abwälzfräsern für die Räder von ζ bis 12 Modul oder noch stärker auszukommen.

Die Einzelheiten der Maschine sind im allgemeinen die einer normalen Abwälz-Räderfräsmaschine für Stirn-, Schnecken- und Schraubenräder. Nur der Tisch für das Aufspannen der Werkstücke ist für das schräge Einstellen der Kegelräder im Winkel um eine wagerechte Achse schwenkbar und der Frässchlitten maschinell und von Hand achsial verschiebbar eingerichtet.

Neu an der Maschine ist die Anordnung einer Kupplung, die einmal bei Einschaltung eines Differentialgetriebes für gleichbleibende Zusatzbewegung des Arbeitstisches das Fräsen von Schraubenrädern und einmal bei Einschaltung eines Getriebes für konstant zunehmende Zusatzbewegung des Tisches bei gleichzeitiger Verwendung eines Fräsers besonderer Bauart mit achsialer Verschiebung das Fräsen von Kegelrädern und in ihrer Mittelstellung unter Ausschaltung der genannten Getriebe das Fräsen von Stirn- oder Schneckenrädern ermöglicht.

Die Bauart des zum Fräsen von Kegelrädern zu verwendenden schneckenförmigen Wälzfräsers ist eine solche, daß dessen Modulteilung bei gleichbleibendem Teilkreisdurchmesser von einem Ende bis zum anderen zunimmt. Letzteres ist so zu denken, daß man die Schneidflächen der Moduleinzelfräser von z. B. 2 bis 6 Modul in konstant zunehmender Modulbreite auf einer Geraden hintereinander aufreiht und diese dann mit der den Zahnlücken des Kegelrades entsprechenden, konstant zunehmenden Modulsteigung auf einen Zylinder mit gleichbleibendem Teilkreisdurchmesser aufwickelt.

Abb. ι stellt den beim Kegelräderfräsen verwendeten Fräser dar.

Abb. 2 ist eine schematische Darstellung des Getriebes der Maschine.

Abb. 3 und 4 zeigen den Gesamtaufbau der Maschine.

In den Abb. 5 bis 10 sind die verschiedenen Fräsarbeiten, die auf der neuen Maschine ausführbar sind, in schematischer Darstellung zur Anschauung gebracht.

Abb. 5 zeigt die Stellung des Fräsers und Radkörpers beim Fräsen von Stirnrädern mit normalem Schneckenfräser. Rad- und Fräser-Umdrehung erfolgen dabei zwangläufig, und die Vorschubbewegung erfolgt in der angedeuteten Weise durch den Fräser in Richtung der Radachse.

Abb. 6 zeigt die Stellung des Fräsers und Radkörpers beim Fräsen von Schneckenrädern mit zylindrischem Fräser. Hierbei erfolgen

wie beim Stirnradfräsen Rad- und Fräserumdrehung zwangläufig, während die Vorschubbewegung nicht vom Fräser wie beim Stirnradfräsen, sondern vom Werkstückrad ausgeführt wird.

Abb. 7 stellt das Fräsen von Schneckenrädern nach dem Tangentialverfahren dar. Im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen Verfahren findet hier ein konischer, einem ίο Gewindebohrer ähnlich geformter Fräser Verwendung. Der Fräser wird hierbei gleich auf das fertige, zu Schnecke und Rad gehörige Stichmaß eingestellt. Während Fräser und Werkstückrad sich zwangläufig drehen, wird ersterer in seiner Achsenrichtung langsam gegen das Rad vorgeschoben.

Abb. 8 zeigt die Stellung des Fräsers und Radkörpers beim Fräsen von Schraubenrädern. Der Fräsvorgang bei diesem Verfahren ist im wesentlichen gleich dem beim Stirnradfräsen. Nur ist der Fräser entsprechend der gewünschten Zahnschräge des zu fräsenden Rades einzustellen. Ferner ist hierbei das Differentialgetriebe 30 durch Einrücken der Doppelkupplung 28 nach der Maschinenseite hin einzuschalten zur Erreichung der in diesem Falle gleichbleibenden Zusatzbewegung für die Werkstückumdrehung, um die gewünschte Zahnschräge des Schraubenrades zu erhalten. Die verschiedenen Zahnschrägen sind durch die Wechselräder 29 vor dem Differentialgetriebe 30 zu ermöglichen (s. Abb. 2). Abb. 9 und 10 stellen das Fräsen von Kegelrädern auf der Maschine dar. Hierbei findet das konische Stirnradgetriebe 27 (Abb. 2) und der in Abb. 1 dargestellte Spezialfräser Verwendung. Während Fräser und Rad sich zwangläufig drehen, schiebt sich ersterer in achsialer Richtung am Rad vorbei (Abb. 9). Außer dieser achsialen Vorschubbewegung des Fräsers erhält dieser dabei noch eine solche in vertikaler Richtung abwärts (Abb. 10). Ferner kommt hierbei noch eine dritte konstant zunehmende Zusatzbewegung für die Werk-Stücksumdrehung hinzu, um die durch die konische Zahnform bedingte zunehmende Modulsteigung des in Abb. 1 dargestellten Spezialfräsefs auszugleichen. Dies geschieht durch Einrücken der Doppelkupplung 28 nach go der Seite des Getriebes 27 hin (Abb. 2), wodurch dieses die vorerwähnte konstlant zunehmende Zusatzbewegung über Wechseräder 29 und nachfolgendes Schneckengetriebe auf Differentialgetriebe 30 überträgt.
Der Antrieb für die Drehbewegung des Fräsers erfolgt durch Stufenscheibe 1 und Hauptantriebwelle 2 über Kegelräder 3, Welle 4, Kegelräder 5 und Stirnräder 6 nach Hohlwelle 7; Kegelräder 8 übertragen die Bewegung nach Zwischenwelle 9 und von da durch die Stirnräder ro und 11 auf die Frässpindel 12.

Der Antrieb für den achsialen Vorschub des Fräsers erfolgt von der Hauptantriebwelle 2 aus über Kegelräder 13 und Teilwechselräder 14 auf Differentialwelle 15 und Schneckengetriebe 16, von hier über die Vorschubwechselräder 17 nach der vertikalen Vorschubantriebwelle 18, von dieser über Winkelräder 19 und Welle 20 sowie über Kegelräder 21, Welle 22 und Kegelräder 23 auf eine in Hohlwelle 7 gelagerte Zwischenwelle. Von letzterer treiben nun die Kegelräder 24 die Vorschubspindel 25 an, wodurch dem Frässchlitten 26 mit dem Fräswerkzeug die achsiale Vorschubbewegung erteilt wird.

Der Antrieb für die vertikale Bewegung des Fräserschlittens geht ebenfalls von der vertikalen Welle 18 aus, und zwar mittels der am oberen Ende der Welle 18 sitzenden Wechselräder und der im Oberteil des Ständers gelagerten vertikalen Vorschubspindel des Fräserschlittens.

Das unter 27 (Abb. 2) umgrenzte konische Stirnradgetriebe dient zum Ausgleich der zunehmenden Modulsteigung des Spezialfräsers bei seinem achsialen Vorschub durch zunehmende Beschleunigung des Tischantriebs und damit zunehmend beschleunigter Drehung des Werkstücks. Der Antrieb erfolgt zwangläufig von der den achsialen Fräservorschub bewirkenden Welle 20 über die vertikale Vorschubwellc 18 durch eine von dieser abgeleitete Zwischenwelle 20'¹ über Kegelräder 31 auf einen Satz auf die Welle 32 aufgekeilter Stirnräder gleichen Moduls mit schmalen Zwischenräumen. Durch zunehmende Zähnezahl der entsprechend dem Gesamtkonus abgestuften Satzräder entsteht ein konisches Stirnradgetriebe. Diesem Radsatz gegenüber ist derselbe Satz Räder auf einer zweiten Welle 33 aufgekeilt, die über Kegelräder 34 die Welle der Doppelkupplung 28 antreibt. Letztere ist durch Schiebekeil mit dieser Welle fest verbunden und durch Hebel nach links und rechts umschaltbar. Ein vor dem ersten Radsatz aufgekeiltes konisches Rad 35 treibt von der Welle 32 ab auf ein zweites, 36, und mit diesem eine der Konizität des Radsatzes entsprechend schräg gelagerte Schraubenspindel 37 an, die auf e^ner oberhalb dieser parallel gelagerten Schaft- no welle 38 das zur Verbindung der zwei konischen Stirnradsätze dienende Zwischenrad 39 langsam verschiebt. Das auf der Schaftwelle 38 verschiebbare Zwischenrad 39 ist durch Gabel 40 mit der Schraubenspindel 37 verbunden. Der in dieser Gabel sich führende Doppelrand des Zwischenrades 39 hat seitlich ziemlich viel Spielraum und wird durch eine auf der anderen Seite des Zwischenrades gelagerte Feder immer nach der einen Seite des Doppelrandes gedrückt. Beim Laufen des Getriebes wird nun durch den entstehenden

Zahndruck zwischen den beiden - konischen Stirnradsätzen die Feder bzw. das Zwischenrad nach der hinteren Seite des Doppelrandes gedrückt. Ist nun eine Radbreite zweier einander gegenüberliegender Satzräder durchlaufen, so ist der Zahndruck aufgehoben, und das Zwischenrad, welches nur den vierten Teil der Radbreite der Satzräder besitzt, springt durch den Federdruck in das nächste ίο Räderpaar ein. Um ein leichtes Einspringen des Zwischenrades zu ermöglichen, ist dieses bei gleicher Modulteilung wie die Satzräder der beiden Stirnradkonusse mit größeren Zahnlücken verschen, und es sind außerdem :.5 die Zahnkanten an den Stirnflächen seitlich abgerundet wie bei Schiebsrädern. Die dabei erzeugte konstant zunehmende Zusatzbewegung liefert allerdings keine theoretisch einwandfreie Kurve, sondern setzt sich aus sozusagen sprungweisen geraden Linien zusammen, die aber durch das Vielfache des konischen Stirnradsatzes derart ausgeglichen werden, daß sie für die Praxis ohne Belang sind. Auf der Welle der Doppelkupplung 28 laufen noch lose links und rechts je ein mit Kuppelzähnen versehenes Kegelrad (Abb. 2). Wird nun die Kupplung nach links eingelegt, so läuft das mit dem konischen Stirnradgetriebe verbundene Kegelrad leer, und die von Welle 18 aus angetriebene Zwischenwelle ΐ8^Λ treibt über das lose laufende linke Kegelrad durch die in dieses Rad eingerückte Doppelkupplung 28 die Welle derselben und das vorn durch Keil mit dieser verbundene erste Wechselrad der Wechselradgruppe 29 an. Hierdurch wird die gleichbleibende Zusatzbewegung für das Fräsen der Schraubenräder erzeugt, während durch Umlegen der Doppelkupplung 28 in das rechts derselben befindliehe Kegelrad die konstant zunehmende Zusatzbewegung für das Fräsen der Kegelräder erzeugt wird. Steht dagegen Doppelkupplung 28 auf Mittelstellung, so sind beide Bewegungen ausgeschaltet, und die damit zusammen!) ängen-■45 den Getriebe laufen nur leer mit.

Der Fräsvorgang beim Kegelradfräsen ist kurz folgender: Nach Anstecken der Teilwechselräder bei 14, entsprechend der jeweiligen Zähnezahl des zu fräsenden Kegelrades, werden die Vorschubwechselräder für den achsialen Vorschub des Werkzeuges und " den senkrechten Vorschub des Frässchlittens in zwei Gruppen getrennt angesteckt, und zwar einmal bei 17 für den achsialen Fräservorschub, der über Welle 20 bewirkt wird, und das andere Mal am oberen Ende der vertikalen Welle 18, wo die Wechselräder für den vertikalen Vorschub de? Fräser?chlittens liegen und die im Oberteil des Ständers gelagerte vertikale Vorschubspindel des Fräs-Schlittens antreiben. Beide Vorschübe sind nach dem jeweiligen Verhältnis des Weges des Fräsers in achsialer Richtung und dem vertikalen Vorschub des Frässchlittens anzustekken. Während sich nun der Frässchlitten in vertikaler Richtung abwärts bewegt., schiebt sich der Fräser selbst in achsialer Richtung an dem Kegelrad vorbei, welches sich entsprechend der zunehmenden Modulteilung des Fräsers mit konstant zunehmender Beschleunigung dreht.

Um nun diese Drehung des Werkstückes der zunehmenden Modulteilung des Fräsers bei seinem achsialen Vorschub anzupassen, sind die Antriebe der Tischbewegung und der achsialen Fräserbewegung durch das Getriebe27, das dem Tische die konstant zunehmende Zusatzbewegung ertpüt, zwangläufig miteinander verbunden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Maschine zum Fräsen von Stirn-, Schnecken-, Schrauben- und Kegelrädern nach dem Abwälzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Doppelkupplung (28) einmal zum Fräsen von Schraubenrädern ein Differentialgetriebe (30) für gleichbleibende Zusatzbewegung des Arbeitstisches und einmal zum Fräsen von Kegelrädern ein Getriebe (27) für konstante, zunehmende Zusatzbewegung des Tisches bei gleichzeitiger Verwendung eines Fräsers besonderer Bauart mit achsialer Verschiebung einzuschalten ist, und daß bei Mittelstellung der Kupplung beide Getriebe (30, 27) für Zusatzbewegung ausgeschaltet sind, so daß Stirn- oder Schnekkenräder gefräst werden können.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Fräsen von Kegelrädern in den Antriebsmechanismus des Arbeitstisches einzuschaltende Getriebe (konisches Stirnradgetriebe 27) den Tischantrieb (2, 13 bis i8, i8^a, 29, 30) mit dem den Fräser achsial bewegenden Antrieb (2, 13 bis 26) zwangläufig verbindet und der Schneckenfräser (Abb. 1) so ausgebildet ist, daß seine Modulteilung zunimmt und der Fräser im Verlauf seiner achsialen und gleichzeitig senkrecht dazu gerichteten Vorschubbewegung entsprechend der nach dem größeren Durchmesser des Kegelrades hin zunehmenden Teilung zur Wirkung kommt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.