DE387609C - Maschine zur Herstellung von Stirn-, Schrauben- und Kegelraedern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die zur Herstellung von Zahnrädern, Schraubenrädern o. dgl. erforderliche Abwälzbewegung mittels eines Lenkstangensystems zu erzeugen. Dabei bewegt sich das Lenkstangensystem von einer Nullage aus bis zu einer Endstellung, die durch, den Wälzungswinkel bestimmt wird. Dieser Wälzungswinkel darf aber theoretisch nur klein sein, um eine möglichst genaue Übereinstimmung der theoretischen und der praktisch erreichbaren Zahnkurve zu erreichen. Es ergibt sich daraus der Übelstand, daß bei größeren Wälzungswinkeln, die in der Praxis oft benötigt werden, die mit diesem Lenkstangen-

»5 system erreichte Kurve um so mehr von der theoretisch richtigen Kurve abweicht, j e mehr sich das System aus seiner Nullage entfernt. Diese Überlegung hat zu vorliegender Erfindung geführt. Um nämlich trotz großer

ao Wälzungswinkel eine fast genaue Übereinstimmung beider Kurven zu erhalten, muß die Bewegung des Lenkstangensystems um die Nullage herum ausgenutzt werden, da dort die Abweichung der Kurven voneinander praktisch fast gleich Null ist. Zu diesem Zweck wird ein Lenkstangensystem benutzt, dessen Anfangs- und Endstellung auf verschiedenen Seiten der Zentralen liegen und bei dem das Werkzeug dem Lenkstangensystem in einem

3Q gewissen Abstande folgt. Hierdurch wird

trotz eines verhältnismäßig großen Wälzungswinkels α der Fehler nur so groß, als wenn mit den bisher bekannten Systemen ein Wälzungswinkel — angewandt worden wäre.

Das Werkzeug ist dabei so angeordnet, daß es nicht über die Nullstellung des Systems hinausgeht.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und diesen einige bekannte Ausführungen gegenübergestellt. Es zeigt:.

Abb. ι ein bekanntes Lentkstangensystem in schematischer Darstellung,

Abb. 2 eine Ausführung des neuen Lenk-Stangensystems gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,

Abb. 3 die Verwendung des bekannten Lenkstangensystems bei einer Maschine zur Herstellung von !Stirnrädern in schematischer Darstellung,

Abb. 4 die Verwendung des Lenkstangensystems gemäß der Erfindung bei einer Maschine zur Herstellung von Stirnrädern in schematischer Darstellung, Abb. 5 einige Zahnkurven,

Abb. 6 eine abgeänderte Ausführung des Lenkstangensystems nach der Erfindung.

Das in Abb. 1 dargestellte Lenkstangen-S3^rstem, welches dem Zylinder C eine wälzende

Bewegung auf der Ebene P erteilen soll, besteht aus zwei Lenkstangen α und b, von denen die Lenkstange α mit der Welle χ des Zylinders C fest verbunden ist und die gleiche Länge wie der Halbmesser des Zylinders hat, während die Lenkstange b. die mit der Lenkstange α bei a¹ drehbar und verschiebbar verbunden ist, um eine mit Bezug auf die Welle χ feststehende Welle x¹ schwingt und am Ausgangspunkt O der Wälzungsbewegung drehbar und verschiebbar geführt ist. Um eine wenn möglich ideale Wälzung zu erhalten, ist die Länge χ, ο der Lenkstange b annähernd dreimal so groß wie der Halbmesser des Zylinders C zu wählen. Wird zunächst angenommen, daß der Zylinder C von der Ausgangslage O in eine Lage 0 gerollt, ist, so hat ein Punkt des Zylinderumfanges, wie z. B. der Punkt O¹, einen Teil einer Zykloide Z beschrieben. Es ergibt sich nunmehr ohne weiteres, daß eine solche ideale wälzende oder rollende Bewegung nicht mit Hilfe irgendeines bekannten Lenkstangensystems erreicht werden kann, sondern die Aufgabe wird darauf beschränkt, den Fehler so gering als möglich zu machen. Ferner ist ersichtlich, daß der Fehler mit wachsendem Wälzungswinkel zunimmt. Dies ist in Abb. 1 veranschaulicht, wo K den Weg des Punktes α¹ während der Bewegung des Zylinders C mit Hilfe des Lenkstangensystems von der Ausgangslage O nach der Lage ο bezeichnet. Wie ersichtlich, fallen die Kurven Z und K in der Nähe des Ausgangspunktes O zusammen, ent- · feinen sich aber mit wachsendem Wälzungswinkel α weiter voneinander. Damit die in Abb. ι dargestellte Ausführungsform des Lenkstangensystems praktisch verwendbare Resultate ergibt, ist der Wäkungswinkel α sehr gering zu wählen oder, mit anderen Worten, muß die Bewegung auf einen verhältnismäßig geringen Teil der Kurve K in der Nähe des Ausgangspunktes O beschränkt werden, wo die Kurve K vollkommen oder annähernd mit der idealen Zykloide Z zusammenfällt und die Abweichung oder der Fehler somit sehr gering ausfällt. In der Praxis kommen jedoch ' verhältnismäßig große Wälzungsvvinkel vor, die jedenfalls größer sind als die Winkel, für die das Lenkstangensystem α, b noch genügend genaue Kurven ergibt. Hieraus ergibt sich, daß die praktische Bedeutung des dargestellten Lenkstangensystems nur gering ist.

In Abb 2. ist schematisch ein Lenkstangensystem gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Ebenso wie bei der Ausführung gemäß Abb. ι ist hier angenommen, daß die Lenkstange α im Punktex, diejenigeb im Punktex¹ gelagert ist, und daß .r und x¹ parallel zur Wälzungsebene P verschollen werden. Dabei geht jedoch das System a, b aus einer An-: · fangsstellung (ausgezogene Linien) über die Nullage (senkrecht unter O) in die Endlage (strichpunktierte Linien) über, pendelt also um die Nullage. Daraus ergibt sich im Gegensatz zu Abb. 1, daß mit diesem System eine Kurve erreicht wird, die von einem theoretischen kleinen Fehlerwert in der Anfangsstellung über einen fehl ei losen Teil wieder zu einem theoretisch kleinen Fehlerwert in der Endlage verläuft. Dabei wird ein Winkel beschrieben, der sich aus zwei Teilen Ct₁ zusammensetzt, von denen jeder gleich — in

Abb. ι ist. Die Kurve, die also beispielsweise ein Punkt O₁ des Zylinders bei einem Wälzungswinkel α beschreibt, wird praktisch mit der theoretischen Kurve zusammenfallen, während, wie aus Abb." 1' deutlich ersichtlich ist, dort bei einem gleichen Wälzungswinkel« eine verhältnismäßig große Abweichung beider Kurven vorhanden ist.

Bei dem in Abb. 1 und 2 dargestellten Lenkstangensystem ist der Ausgangspunkt als feststehend vorausgesetzt, und die Abwälzung des Zylinders C auf der Ebene P wird dadurch bewirkt, daß die Drehachsen χ und x¹ mit gleicher Geschwindigkeit in einer Richtung verschoben werden, die parallel zur Ebene P ist, d. h. mit der Wälzungsrichtung zusammenfällt. Es handelt sich aber hier nur um gegenseitige Bewegungen, und der gleiche Erfolg kann erreicht-werden, wenn- beispielsweise die Achsen .v und x¹ feststehend sind und der Punkt O mit der Ebene P in der genannten Richtung bewegt wird. Eine solche Ausführung der Lenkstangensysteme ist in Abb. 3 und 4 dargestellt.

Bei der in Abb. 3 schematisch dargestellten, bekannten Maschine zur Herstellung von Stirnrädern sind die Drehachse χ des Radwerkstückes H und die Drehachse x¹ der Lenkstange b als feststehend vorausgesetzt, während der Führungspunkt O der Lenkstange b längs der Ebene P verschiebbar sei. Im Punkte O ist ein Werkzeug W, z. B. ein Schneidwerkzeug, eine Schleifscheibe o. dgl. angeordnet, das mit dem Punkt O verschoben wird. Wird jetzt zunächst angenommen, daß das Radwerkstück H um seine eigene no Achse χ gedreht und das Werkzeug W nach der die Tangente des Wälzuhgskreises C darstellenden Ebene P mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Wälzkreises C ist, so wird das Werkzeug W eine ideale Evolvente erzeugen. Wird dagegen die gegenseitige Bewegung zwischen dem Radwerkstück H und dem Werkzeug W mit Hilfe des Lenkstangensystems a, b bewirkt, so wird das Werkzeug W ein Zahnprofil JS¹. erzeugen, das von der idealen Evolvente wesentlich abweicht.

Wird dagegen das Werkzeug W gemäß vor- '. liegender Erfindung, wie in Abb. 4 gezeigt, '. derart angeordnet, daß die gegenseitige Be- _; wegung auf beiden Seiten der Nullage des ; Lenikstangensystems stattfindet, so wird das Werkzeug W ein Zahnprofil E² erzeugen, das, wie in Zusammenhang mit Abb. 2 nachgewiesen ist, sich genau an die ideale Evolvente anschließt.

In Abb. 5 bezeichnet E die ideale Evolvente, E¹ das Zahnprofil, das mit der bekannten Ausführung des Lenkstangensystems erzeugt wird, und E² das Zahnprofil nach vorliegender Erfindung. Die Abweichung der Profile E¹ und E² von der idealen Evolvente E sind der ' Deutlichkeit wegen übermäßig groß dargestellt. Aus der Zeichnung geht hervor, daß das Profil E² wesentlich günstiger als das Pro- ; fil E¹ ist, sowie daß der unvermeidliche Fehler nicht nur wesentlich geringer ist als beim Profil E¹, sondern auch gleichzeitig auf die Spitze und den Fuß des Zahnes entfällt, so daß der 'Fehler in der Gegend des Teilkreises \ und den anschließenden Teilen des Zahnprofils gleich Null wird. Durch ensprechende Ver- ■ änderung der Wälzbewegung auf beiden Seiten der Nullage des Lenkstangensystems und entsprechende Änderung der Stellung des \ Werkzeuges kann der Fehler je nach Wunsch auch entweder an den Fuß oder an die Spitze ; des Zahnes verlegt werden, so daß je nachdem ; das Profil an der Spitze bzw. am Fuße des ; Zahnes praktisch genommen, mit der idealen j Evolvente zusammenfällt. '

Bei der in Abb. 4 dargestellten Ausfüh- i rungsform der Erfindung bewegt sich das j Werkzeug W von einer äußeren Lage nach einer Endlage, die mit der Nullage des Lenkstangensystems zusammenfällt. Dies ist jedoch nicht notwendig, da die gegenseitige Lage des Werkzeuges und des Lenkstangensystems, wie erwähnt, verschieden gewählt werden kann.

In Abb. 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Werkzeug W sich stets in einem gewissen Abstand von der Nullage des Lenkstangensystems befindet. Der Abstand zwischen dem Werkzeug W und dem Ausgangspunkt O der Wälz- j

bewegung ist hier gleich dem Abstand zwi- j sehen der Nullage des Lenkstangensystems i und dem Teilkreis C¹, auf der Tangente des I Wälzungskreises C gemessen, auf der sich das Werkzeug^ bewegt. Das Werkzeug^ trifft hierbei auf den Teilkreis C¹ des Radwerk-Stückes gerade dann, wenn sich das Lenkstangensystem in seiner Nullage befindet, wodurch der wesentliche Vorteil erreicht wird, daß der Fehler gerade am Teilkreis gleich Null wird, wo bekanntlich reines Rollen zwisehen zwei zusammenwirkenden Zähnen vor sich gehen soll. An anderen Teilen des Zahnprofils findet auch ein Gleiten statt; diese Teile des Profils werden daher durch den im Betriebe auftretenden Verschleiß leicht auf die richtige Form gebracht. Die Wälzbewegung erfolgt in diesem Falle ungleichmäßig mit Bezug auf die Nullage des Lenkstangensystems.

-Die Erfindung eignet sich besonders für solche Maschinen zur Herstellung von Zahnrädern o. dgl., bei denen, wie in Abb. 4 und 6 dargestellt ist, das Zahnprofil durch ein mit einer Spitze oder einem Stück seiner Schneidkante arbeitendes Werkzeug erzeugt wird. Wenn das Werkzeug mit seinem arbeitenden Teil auf der Tangente an den Grundkreis bewegt wird, so wird der Wälzungswinkel geringer als bei den Maschinen, die nach dem Abwälzverfahren arbeiten.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform des Lenkstangensystems beschränkt, sondern kann ohne weiteres mit Lenkstangensystemen irgendwelcher Art verwendet werden, die zum Hervorrufen von rollenden oder wälzenden Bewegungen benutzt werden. Die Erfindung ist auch nicht auf Maschinen zur Herstellung von Stirnrädern beschränkt, sondern kann auch an Maschinen zur Herstellung von Kegelrädern, Schraubenrädern o.dgl. verwandt werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Maschine zur Herstellung von Stirn-, Schrauben- und Kegelrädern, bei der die Abwälzbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück durch ein Lenkstangensystem erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangs- und die Endstellung des Lenkstangensystems auf verschiedenen Seiten der Zentralen liegen und das Werkzeug dem Lenkstangensystem in einem gewissen Abstande folgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.