DE381235C - Auf eine Shaping-, Hobel- oder Stossmaschine aufsetzbare Vorrichtung zum Schneiden von Zahnraedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die auf Werkzeugmaschinen mit einem einzigen, zum Werkstück hin und her gehenden Werkzeug, z. B. auf Shaping-, Hobel- oder Stoßmaschinen, aufgesetzt werden kann, so daß diese zum Hobeln von Zahnrädern nach dem Wälzverfahren benutzt werden können. Um eine derartige Vorrichtung zum Schneiden von Kegelrädern, die sehr verschiedene Kegelwinkel haben, benutzen zu können, sind gemäß der Erfindung zwei Werkstückspmdeln vorgesehen, die im Winkel zueinander stehen, und deren Achsen sich im Scheitelpunkt des Grundkegels des zu scheidenden Rades schneiden, so daß das Werkstück auf diejenige der beiden Spindeln, deren Stellung die geeignetere ist, aufgesetzt werden kann.

In der Zeichnung ist zur Vereinfachung und um die Arbeitsweise klarer erkennen zu lassen, zunächst eine 'Vorrichtung mit einer Arbeitsspindel, die jedoch nicht den Gegenstand des Patentes bildet, dargestellt, und zwar ist

Abb. ι ein senkrechter Schnitt, in dem einzelne Teile zur Verdeutlichung weggelassen sind,

Abb. 2 eine Endansicht und .teilweise ein Schnitt nach Linie II-II der Abb. 1 und

Abb. 3 ein Grundriß der Vorrichtung nach Abb. ι und teilweise ein wagerechter Schnitt unter Weglassung des Aufspanndorns.

Abb. 4 zeigt das Getriebe für den Antrieb und

Abb. S schematisch das Einsetzen der Werkzeuge.

Abb. 6 ist eine Einzelheit und

Abb. 7 ein Schnitt nach Linie VII-VII der Abb. 3.

Abb. 8 zeigt den Gegenstand der Erfindung. Der Tisch io einer Maschine, z. B. einer Stößelhobelmaschine, hat eine wagerechte Fläche ii und eine senkrechte 12; dementsprechend besitzt die auf die Maschine aufsetzbare Vorrichtung eine wagerechte Grundplatte 14 und einen senkrechten, mit entsprechenden Rippen versehenen Teil 13, der an der senkrechten Fläche 12 des Tisches befestigt ist. Die Oberfläche 15 der Grundplatte 14 ist eben und mit einem Drehzapfen 16 versehen, auf dem der Hauptkörper der Vorrichtung drehbar befestigt ist. Dieser 'Körper besteht aus einer flachen, sektorartigen Platte 17, die auf der ¹S Fläche 15 aufliegt und bogenförmige Führungswangen 30 trägt. Die Drehung der Platte 17 auf der Grundplatte erfolgt durch eine Schnecke 18, die auf einer Welle 19 sitzt. Diese ruht in Lagern, die von einer Erweiterung 117 der Platte 17 getragen werden. Die Schnecke 18 greift in Zähne 20 ein, die auf einem Teil des Randes der wagerechten Platte 14 der Grundplatte sitzen. Wie Abb. 3 zeigt, ist die Schnecke 18 geteilt: ihre beiden Hälften können durch Anziehen der Muttern i8" an den Enden der Welle 18 gegeneinander verschoben werden, um den toten Gang auszugleichen. Die Welle 19 trägt ferner ein Schraubenrad 21, das mit einem auf einer Welle 23 festsitzenden Schraubenrad 22 (Abb. 2 und 3) in Eingriff steht. Die Welle 23 ist in der Platte 17 gelagert und kann in beliebiger Weise, z. B. mittels des Vierkants 24 (Abb. 3), gedreht werden. Durch Drehung der Welle 23 können die Platte 17 und die von ihr getragenen Teile nach jeder Richtung um die senkrechte Achse des Drehzapf ems 16 gedreht werden. Hierdurch soll die zur Erzeugung der Wälzbewegung erforderliche Drehung des Werkstückes um eine momentane Drehachse O-A herbeigeführt werden.

Wie in den Abb. 1 und 7 gezeigt, ist die Grundplatte 14 der Vorrichtung auf ihrer _: Unterseite mit einer nach unten gerichteten '·. Rippe 25 versehen; diese ist an ihrem unteren Ende gewölbt und greift in eine Nut der : wagerechten Flächen des Tisches 10. Diese Rippe bildet einen Drehzapfen für die Grundplatte 13, 14, die durch Bolzen 120, 121 in jeder Stellung festgestellt werden kann. Eine Stellschraube 26 am Tisch 10 dient dazu, die Grundplatte um die Rippe 25 zu schwingen, d. h. in Richtung des Uhrzeigers oder hierzu entgegengesetzt zu dem weiter unten beschriebenen Zweck zu drehen.

Der Körper der Vorrichtung hat die zwei obenerwähnten Führungswangen 30, die aus einem Stück mit der Platte 17 bestehen oder mit dieser verbunden sind. Die Achse der nach einem Zylinder gekrümmten Wangen 30 geht durch den Mittelpunkt 0 (Abb. 1) und ' steht winkelrecht zu der Papierebene dieser Abbildung. Der Punkt O ist der Schnittpunkt der Achse O-A des senkrechten Drehzapfens 16, mit der Geraden B-C, in der das Schneidwerkzeug arbeitet. Die Führungswangen 30 stehen zweckmäßig in gleichen seitlichen Abständen von der durch die Geraden O-A und B-C bestimmten Ebene.

Auf den Führungswangen 30 ist der Werkstückträger 31 angeordnet, der mit passenden Lagern für den Aufspanndorn 32 versehen ist. Auf letzteren ist das Werkstück 33, in das die Zähne eingeschnitten werden sollen, befestigt.

Der Werkstückträger 31 besitzt eine Büchse 34, deren am unteren Ende befindlicher Flansch zu einem Schneckenrad 35 ausgebildet ist. In das Schneckenrad greift eine Schnecke 36 ein (Abb. ι und 2). Diese besteht ebenfalls aus zwei Hälften und sitzt auf einer in Lagern des Trägers 31 geführten Welle 37. Zum Festspannen des Domes 32 dient eine in der Büchse 34 angeordnete, aufgespaltene kegel- ! förmige Büchse 38. Durch Anziehen der Mutter der Büchse 38 wird der Dorn 32 festgespannt. Das Werkstück 33 wird in bekannter Weise durch eine auf dem Dorn 32 befindliche Mutter fest mit diesem verbunden.

Wie die Abb. 2 und 4 zeigen, ist die Welle 37 mit der Welle 19 durch eine Übersetzung , verbunden. Diese besteht aus einem mit der ' Welle 37 verbundenen Rad 41 einem auf der Welle 19 sitzenden Rad 42 und Wechselrädern 143, 144, 145 und 146, die von einer Schere 147 getragen werden, die um einen an der Seite des Werkstückträgers 31 befestigten Bolzen 148 schwingen kann. Infolgedessen verursacht die Drehung der Welle 19 nicht nur eine Drehung der Platte 17 um den Zapfen 16, sondern auch die Drehung des Werk-Stückes um seine eigene Achse. Durch geeignete Wahl der Übersetzung zwischen den Wellen 37 und 19 kann die Umlaufgeschwindigkeit des Werkstückes zu der Drehgeschwindigkeit der Platte 17 in das für die Wälzbewegung erforderliche \^rerhältnis gebracht werden.

Mit der Welle 37 ist eine Teilvorrichtung verbunden. Diese kann bekannter Art sein und besteht, wie in Abb. 2 gezeigt, aus einem geschlitzten Arm 44, der an einem Ende der Welle 37 festsitzt und in dessen Schlitz ein Stift 43 greift. Eine Teilscheibe 45, die in üblicher Weise eine Reihe von im Kreise angeordneten Löchern hat, sitzt zusammen mit dem Rad 41 fest auf einer Büchse 49, die sich frei um das verjüngte Ende der Welle 37 drehen kann. Wenn die Flanke eines Zahnes des Werkstückes fertiggestellt ist und die entsprechende Flanke des nächsten Zahnes geschnitten werden soll, so ist es nur notwendig, den Stift 43 aus dem einen Loch der Teil-

scheibe 45 heraus- und in ein anderes Loch hineinzuschrauben, um das Werkstück in jeder Richtung um den richtigen Winkel zu drehen.

Der Werkstückträger 31 ist derart angeordnet, daß die Achse des Domes 32 bei jeder Winkelstellung des Werkstückträgers -stets durch den Punkt O geht.

Eine Befestigungsart des Werkstückträgers

31 in den Führungswangen 30 ist in Abb. & dargestellt. Die K'anten der beiden Teile sind abgeschrägt, wie dies bei 39 zu sehen ist, und eine Spannleiste 40 mit entsprechend abgeschrägten Kanten wird durch auf Stiftschrauben sitzende Muttern auf sie festgepreßt. Die Keilwirkung der Spannleiste 40 drückt den Teil 31 seitwärts und nach unten auf die Führungswangen 30 und ergibt eine sehr feste, aber leicht lösbare Verbindung der beiden Teile.

Die Einstellung des Werkstückes beim Hobeln eines Kegelrades erfolgt in an sich bekannter Weise. Zunächst muß der Werkstückträger 31 so eingestellt werden, daß die Achse des Domes 32 den halben Teilkegelwinkel· α mit der Horizontalen B-C bildet. Um diese Einstellung zu erleichtern, ist eine Strichteilung an den Führungswangen 30 vorgesehen. Das Werkstück 33 wird dann auf den Dorn

32 aufgesetzt, und da die Abmessungen des Fußkegels bekannt sind, ist es nur notwendig, seine Stellung in der Längsrichtung des Dornes 32 zu regeln, so daß die Spitze des Fußkegels mit dem Punkt O zusammenfällt. Diese Einstellung ist sehr einfach zu erreichen dadurch, daß der Dorn 32 in der Büchse 34 durch eine Feineinstellung, z. B. durch Schraube 46 und Mutter, längsverstellbar angeordnet ist. Sie wird in einfachster Weise herbeigeführt, indem der Abstand vomP unkt O bis zum Punkt D, in dem das Werkstück die Linie O-C schneidet, gemessen wird und, um dies zu erleichtern, ist eine Meß stange 47 in der Platte 17 in einem bestimmten Abstand von der Achse O-A des Drehzapfens 16 angeordnet. Es kann dann ein gewöhnliches Meßgerät zum Abmessen des Abstandes der Stange 47 von dem Punkt D benutzt werden, so daß der Abstand O-D vollkommen genau festgestellt werden kann. Nach der genauen Einstellung des Werkstückes wird die ganze Vorrichtung mit sämtlichen auf ihr sitzenden Teilen mittels der Schraube 26 verstellt, wie weiter unten beschrieben wird.

Beim Einrichten der Maschine ist auch die genaue Stellung des Schneidwerkzeuges zum Werkstück wichtig. Gemäß Abb. 5 erhält das Schneidwerkzeug 50 ein Profil, das gleich dem geradflankigen Zahn einer Evolventenzahnstange (wenn Evolrventenzähne geschnitten werden) von solcher Form ist, daß das zu schneidende Rad mit ihm in Eingriff treten kann. Die beiden geraden Schneidkanten 51, 52 zum Schneiden der entgegengesetzten Flanken eines Zahnes an dem Arbeitsstück stehen dichter aneinander, als dies bei den entsprechenden Seiten des Zahnes der Zahnstange sein würde, da nur eine Flanke jedes Zahnes in einem Arbeitsgang geschnitten werden soll. Beim Schneiden der Zähne des Rades ist es notwendig, daß die schmalen Kopfflächen 53, 55 des Werkzeuges in der senkrechten Ebene, die die durch die Spitze des Fußkegels gehende Linie C-O enthält, arbeiten. Wie dies möglich gemacht ist, ist weiter unten gezeigt. In der Praxis werden die Ecken dieser schmalen Kopfflächen abgerundet, indessen bleibt die obige theoretische Erwägung bestehen. Wenn die eine Flanke des Zahnes in dem Werkstück durch die schmale Kopf fläche 55 geschnitten ist und die andere Zahnflanke 54 geschnitten werden soll, so ist es notwendig, daß die Kopffiäche 53 die Stellung einnehmen muß, die vorhin von der Kopffiäche 55 eingenommen war, so daß das Werkzeug nach dem Schneiden der einen Seite jedes der Zähne des Werkstückes wieder eingestellt werden muß, bevor die anderen Seiten derselben Zähne geschnitten werden. Um das Einstellen des Werkzeuges zu erleichtern, ist die in Abb. 2 dargestellte Lehre vorzusehen. Diese besteht aus einer Platte 56, die rechtwinklig gebogen ist und in deren einem Schenkel eine Nut 57 mit demselben Profil vorgesehen ist, das der an die Kopf fläche 55 sich anschließende Teil des Werkzeuges hat. Diese Lehre wird von einem schwingenden Arm 58 getragen, der drehbar so angeordnet ist, daß die Lehre seitlich neben das Werkzeug oder aus dessen Weg, wenn geschnitten werden soll, geschwungen werden kann. Der Arm 58 ist mit irgendeiner durch Reibung wirkenden Einrichtung versehen, so daß er in der eingestellten Stellung stehenbleibt, und es sind passende Stellvorrichtungen vorgesehen, um die Lehre genau einzustellen. Zweckmäßig wird die Lehre als Doppellehre ausgebildet. Dann ist sie mit einer zweiten Nut $y^c versehen, die dem der 'Kopffläche 53 benachbarten Teil des Schneidwerkzeuges entspricht, so daß es nur erforderlich ist, die Lehre 56 um ihre eigene Achse um i8o° bei entsprechender seitlicher Verschiebung des Werkzeuges zu drehen, um sie in Stellung für das Einstellen jeder Seite des Werkzeuges zu bringen.

Bei der Benutzung der Maschine werden Werkstück und Werkzeug in die richtige Stellung gebracht, wie oben beschrieben. Die Wälzbewegung erfolgt in bekannter Weise auf dem Teilkegel mit dem Punkt O als Drehpunkt. Die Übersetzung zwischen den Wellen 19 und 37 wird so gewählt, daß, wenn die Welle 23 gedreht wird, das Werkstück mit der

gewünschten Geschwindigkeit gedreht und ihm eine rollende Bewegung seines Fußkegels auf der Ebene (die in Abb. ι dargestellt ist) gegeben wird, die senkrecht zur Ebene desZeichenblattes steht und sie in der Linie'ß-C schneidet. Wenn das Werkzeug in Richtung 0-C sich mit passendem Hub hin und her bewegt und selbsttätigen Vorschub nach unten erhält, so wird die eine Flanke des Zahnes in dem ίο Werkstück nach dem Wälzverfahren geschnitten.

Es ist zu ersehen, daß bei der Einstellung dei Teile gemäß Abb. ι die Bodenfläche 60 einer Zahnlücke zwischen den Zähnen nicht in einer wagerechten, zur Linie B-C parallelen Ebene liegt, da es in dieser Stellung des Rades notwendig ist, daß die Linie 60 durch die Spitze des Fußkegels bei O geht. Die geradlinige Hin- und Herbewegung des Schneid-Werkzeuges würde dies nicht gestatten, und um die Linie 60 parallel zur Linie 0-C einzustellen, wird die obenerwähnte Stellschraube 26 benutzt, um die ganze Einrichtung um den Zapfen 25 in einer der Richtung des Uhrzeigers entgegengesetzten Richtung zu drehen, bis die Linie 60 die gewünschte Lage hat. Während das Werkzeug nach dieser Linie 60 arbeitet, hebt es sich zur Linie B-C und bewirkt die notwendige Änderung in der Tiefe der Lücke, während es gleichzeitig die Zähne nach dem Wälzverfahren schneidet.

Die Schneidarbeit wird dann fortgesetzt und eine Flanke des Zahnes gebildet. Die Übertragung zwischen den Wellen 19 und 37 wird dann gelöst und die Teilvorrichtung 43, 44, 45 benutzt, um das Werkstück in die richtige Stellung zur Bildung der entsprechenden Seite des nächsten Zahnes zu bringen. Das Getriebe wird dann wieder eingerückt und der Arbeitsgang wiederholt, bis eine Seite aller Zähne des Arbeitsstückes gebildet ist. In gleicher Weise werden die anderen Seiten aller Zähne gebildet und das Werkstück fertiggestellt.

Es ist klar, daß Zähne verschiedener Form j geschnitten werden können, die von dem Yer- j hältnis der Umdrehungsgeschwindigkeit des ι Werkstückes um seine eigene Achse zu der : Geschwindigkeit der Drehbewegung der Über- ■ setzung des Werkstückes um die senkrechte j Achse 0-A und ferner von der Richtung dieser zusammengehörenden Teile der wirklichen Bewegung des Werkstückes während des Schneidens abhängt.

Gemäß der Erfindung ist nun diese an sich bekannte Vorrichtung in der Weise abgeändert, daß gemäß Abb. 8 zwei der Büchse 34 entsprechende, das Werkstück tragende Büchsen 70 und 71 vorhanden sind. Beide sind derart angeordnet, daß ihre Achsen durch den Punkt O gehen. Der Zweck der Anordnung zweier solcher Vorrichtungen ist der, daß Kegelräder mit sehr verschiedenen Kegelwinkeln geschnitten werden können, ohne daß ein erheblicher Raum beansprucht oder die Gedrängtheit der allgemeinen Konstruktion behindert würde. Z. B. können Kronenräder geschnitten werden, wenn das Werkstück in 71 eingesetzt wird. Es ist ersichtlich, daß eine Bauart, die der Abb. 1 bis 3 entspricht, gebraucht werden könnte, wenn die Führungswangen 30 genügend lang sind, aber dies ist nicht wünschenswert, und es kann die gleiche Wirkung mit der Bauart gemäß Abb. 8 erreicht werden. Die Arbeitsweise dieser letzteren ist genau die oben beschriebene, denn die beiden Vorrichtungen 70, 71 sind durch ein Zwischengetriebe 72 verbunden, so daß beide durch das Schneckengetriebe auf der Welle 37 betrieben werden. Hierbei ist der Tiisch 17 mittels eines rohrförmigen Zapfens 170 drehbar auf der Grundplatte 113, 114, die entsprechend zur Aufnahme des Zapfens eingerichtet ist. Diese geringen Abänderungen sind erforderlich, um den unteren Teil der Vorrichtung 71 zugänglich zu machen, um seinen kegelförmigen Ringflansch anzuziehen oder die Stellung der Arbeitsspindel einzustellen. Auch können andere Änderungen vorgenommen werden, z. B. wenn nur Winkelräder, d. h. solche Kegelräder, die im Übersetzungsverhältnis 1:1 stehen, geschnitten werden sollen, kann der Teil 31 mit den Teilen 17 und 30 aus einem Stück bestehen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Auf eine Shaping-, Hobel- oder Stoßmaschine aufsetzbare Vorrichtung zum Schneiden von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe zwei zueinander geneigte Werkstückspindeln trägt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.