DE392006C - Verfahren zum Hobeln von Stirn- und Schraubenraedern mittels mehrzaehnigen, zahnstangenartigen Werkzeuges - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, Stirn- und Schraubenräder mittels zahnstangenartigen Werkzeuges nach dem Abwälzverfahren zu hobeln, und zwar führt man dieses Verfahren auf zwei verschiedene Arten durch: Bei der ersten Art verwendet man ein Werkzeug vom Querschnitt nur eines Zahnes einer Zahnstange und läßt dieses eine Lücke nach der anderen vollständig fertighobeln. Zu diesem ίο Zweck führt das Werkstück unter der Voraussetzung, daß das Werkzeug selbst, abgesehen von seiner hin und her gehenden Hobelbewegung, feststeht, eine drehende und eine geradlinige Bewegung aus, während welcher eine Lücke vollständig gehobelt wird, alsdann erfolgt eine gleichartige Rückwärtsbewegung des Werkstückes und schließlich dessen Weiterschaltung um eine Teilung, worauf die Vorwärtsbewegung zur Herstellung der zweiten Lücke beginnen kann. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zur Herstellung einer einzigen Zahnlücke eine verhältnismäßig große Bewegung notwendig ist, die viel Zeit erfordert. In erheblich geringerer Zeit wird die Arbeit geleistet, wenn man an Stelle eines Werkzeuges mit dem Querschnitt nur eines Zahnstangenzahnes ein Werkzeug verwendet, dessen Querschnitt einer längeren Zahnstange entspricht. In einem solchen Falle kann das Hobeln des ' Zahnrades ununterbrochen erfolgen, wobei das Werkzeug außer seiner hin und her , gehenden Hobelbewegung sich an dem sich drehenden Arbeitsstück abwälzt. Bei jeder Drehung des Arbeitsstückes um eine Zahn- ; teilung ist eine Zahnlücke fertig bearbeitet, und jeder Zahn des zahnstangenartigen Werkzeuges stellt eine Zahnlücke des Zahnrades her. Bei diesem \^Terfahren müßten die 1 Werkzeuge theoretisch so lang sein, daß ihre ' Zähnezahl der Zahl der Zahnlücken des herzustellenden Zahnrades mindestens gleich ist. Wendet man zwei oder mehrere Werkzeuge au, die gegeneinander versetzt am Umfang des Zahnrades gleichzeitig wirken, so brauchten diese natürlich nur so viel Zähne zu haben, als dem betreffenden Teil, also der Hälfte, einem Drittel usw. des herzustellenden Zahnrades entspricht.

Bei Herstellung von großen Zahnrädern ; muß man bei diesem Verfahren, um das Werkzeug nicht zu lang werden zu lassen, nach Herstellung einer der Länge des Werkzeuges entsprechenden Anzahl von Zähnen, eine Umschaltung vornehmen, und zwar in der Weise, daß man das Werkzeug außer Eingriff mit dem Werkstück bringt und unter Stehenlassen des Werkzeuges oder des Werkstückes den stehengebliebenen Teil so viel weiterschaltet, daß der erste Zahn des Werk-Stückes mit der nächsten zu bearbeitenden Zahnlücke in Eingriff kommt.

Man hat auch schon mit mehrzähnigen Werkzeugen arbeitende Maschinen ausgeführt, bei denen die Umschaltung selbsttätig erfolgt, wobei man zur Vermeidung großer Zahnstangenlängen nach Vollendung je einer Zahnlücke die Umschaltung vornimmt, so daß also nach Abwälzung von Werkzeug und Werkstück um den Betrag einer ganzen Teilung das Werkzeug in die Anfangsstellung des vorausgegangenen Arbeitsganges zurückgeführt wird, während das Werkstück seine Stellung beibehält.

Maschinen der letzterwähnten Art bedingen ein sehr verwickeltes Getriebe, denn es müssen, um einen genau richtigen Eingriff zu erhalten, nach jedem Arbeitsgang Werkstück und Werkzeug außer Eingriff gebracht, dann eine verschiebende Bewegung eines der

beiden und schließlich die Schaltbewegung ausgeführt werden. Für diese Bewegung braucht man umständliche Getriebe, und auch dann müssen noch besondere Vorsichtsmaßregeln getroffen werden, um die Umschaltung um den richtigen Betrag zu bewirken.

Die vorliegende Erfindung hilft diesem Übelstand durch ein neues Verfahren ab, bei welchem zwar ebenfalls ein zahnstangenartiges Werkzeug benutzt wird und beim Schneiden der Zahne eine Abwälzbewegung von Zahnstange und Werkstück gegeneinander stattfindet, wobei aber dann zum Zwecke der Umschaltung Zahnstange und Werkstück zunächst eine gemeinschaftliche Rückwälzbewegung ausführen, worauf eine Vorwärtsschaltung des Werkstückes um die Teilung oder ein Mehrfaches der Teilung vorgenommen wird. Dieses Verfahren ist deswegen mit großer Genauigkeit durchführbar, weil es auf den Betrag der Rückwärtswälzbewe- >gung nicht ankommt. Ungenauigkeiten in dieser Bewegung spielen keine Rolle, genau braucht nur die Schaltbewegung des Werk-Stückes um die Teilung oder ein Mehrfaches 4er Teilung zu sein. Eine solche Schaltbewegung kann aber mit Hilfe der bekannten Teilvorrichtungen mit großer Genauigkeit und einfachsten Mitteln durchgeführt werden.

Man hat bei diesem Verfahren auch gleichzeitig die Möglichkeit, den Einfluß des toten Ganges auf einfachste Weise zu beseitigen, indem man die Rückwärtswälzung um etwas mehr als eine volle Teilung oder als ein Vielfaches einer Teilung ausführt und dann nach der Weiterschaltung eine Vorwärtswälzung vornimmt, die den toten Gang beseitigt, d. h. alle Getriebeteile wieder mit denjenigen Seiten in Eingriff bringt, mit denen sie während der eigentlichen Hobelarbeit in Eingriff stehen, worauf dann die eigentliche Arbeitsbewegung beginnt. Um Zeit zu sparen, wird j man diese Vorwärtsschaltung zwecks Be- ' seitigung des toten Ganges zweckmäßig mit ' der größeren Geschwindigkeit, die für den j Rückwärtsgang in der Maschine vorhanden |

ist, ausführen. \

Wesentlich für die Erfindung ist demnach, :

<laß sämtliche Bewegungen mit Ausnahme der ; Weiterschaltung Wälzbewegungen sind, bei i denen Werkstück und Werkzeug miteinander j in Eingriff stehen, und lediglich bei der , Schaltung eine unabhängige Bewegung von 1 Werkstück und Werkzeug stattfindet. ,

Die Zeichnung zeigt schematisch die Aus- i führung des Verfahrens in verschiedenen Stellungen des Werkzeuges und des Werkstückes.

Abb. ι stellt eine Stellung von Werkzeug und Werkstück dar, welche zu Beginn eines Arbeitshubes vorhanden ist. Das Werkzeug A₁ das im Querschnitt eine Zahnstange darstellt, bewegt sich winkelrecht zur Zeichnungsebene, um die Schneidbewegung auszuführen. Während des nun folgenden Arbeitshubes führt das Werkzeug außerdem eine Vorschubbewegung in Richtung des Pfeiles α aus, gleichzeitig dreht sich das Werkstück B in der Richtung des Pfeiles l·, so daß in an sich bekannter Weise die einzelnen Zähne des Werkzeuges A die Zahnlücken bearbeiten. Der Arbeitshub muß so lange fortgesetzt werden, bis sich Werkzeug und Werkstück um mindestens eine ganze Teilung abgewälzt haben. Man kann aber die beiden sich natürlich auch um mehrere Teilungen vorwärts walzen lassen; nur ist es vorteilhaft, daß die Wälzung stets um ein ganzes Vielfaches der Teilung vorgenommen wird. Es werden auf diese Weise eine oder mehrere Zahnlücken bearbeitet. Soweit ist der Arbeitsgang bekannt. Nimmt man an, daß der Vorschub nur um eine Teilung erfolgt ist, so haben Werkzeug und Werkstück nach Ablauf des Arbeitshubes die Stellung gemäß Abb. 2. Nunmehr erfolgt die Rückwärtswälzung, die vorzugsweise mit einem schnelleren Gang erfolgt. Gemäß der Erfindung wird die Rückwärtsbewegung in der W'eise ausgeführt, daß Werkstück und Werkzeug g₀ zunächst eine Rückwärtswälzung vornehmen, sich also in Richtung der Pfeile c und d in Abb. 2 bewegen. Der Betrag, um den diese Rückwärtswälzung ausgeführt wird, ist beliebig groß. Er muß jedoch mindestens gleich einer Teilung sein. Vorzugsweise wählt man ihn etwas größer als eine Teilung oder etwas größer als das Mehrfache einer Teilung, wobei der den Betrag einer Teilung oder dessen Vielfaches übersteigende Teil der Rückwärtswälzung in noch später zu zeigender Weise zum Ausgleich des toten Ganges benutzt wird. Die Stellung, die Werkzeug und Werkstück nach erfolgter Rückwärtswälzung einnehmen, ist in Abb. 3 gezeigt. Es ist auch hier wieder der Einfachheit wegen angenommen, daß die Rückwärtswälzung nur um etwas mehr als eine Teilung erfolgt ist. Die Stellung entspricht also im wesentlichen der Stellung gemäß Abb. 1, nur sind Werkstück und Werkzeug noch etwas weiter zurückgedreht und das Werkstück ist weiter bearbeitet.

Nach erfolgter Rückwärtswälzung wird das Werkstück unter Stillsetzen des zurück- n<; gezogenen Werkzeuges in Richtung des Pfeiles c (Abb. 3) geschaltet, und zwar erfolgt die Schaltung um so viel Teilungen, als die vorherige Rückwärtswälzung betrug. Hat man also gemäß Abb. 3 nur um etwas mehr 12c als eine Teilung zurückgewälzt, so muß die Schaltung um einen Zahn erfolgen. Die Stel-

lung des Werkzeuges ist dann nach der Schaltung noch die gleiche wie vor der Schaltung, nur das Werkstück ist um eine entsprechende Anzahl von Zähnen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Zahn, weitergerückt. Diese Stellung ist in Abb. 4 veranschaulicht. Nunmehr beginnt unter körperlicher Berührung die Vorwärtswälzung von Werkstück und Werkzeug in Richtung der Pfeile/, g. Der erste Teil dieser Vorwärtsbewegung kann vorzugsweise zur Beseitigung des toten Ganges benutzt werden, so daß das Werkzeug noch nicht arbeitet, es findet vielmehr nur eine Vorwärtswälzung von Werkstück und Werkzeug statt, und zwar um den Überschuß über eine Teilung oder über das Vielfache einer Teilung, um den vorher Werkstück und Werkzeug zurückgewälzt waren. Hierbei kommen die Mechanismen wieder mit denjenigen Flächen aneinander zur Anlage, die auch bei dem Arbeiten des Werkzeuges miteinander in Eingriff stehen. Nach dieser Vorwärtswälzung haben Werkstück und Werkzeug wieder die Stellung gemaß Abb. 1, und es beginnt jetzt der nächste eigentliche Arbeitshub. Die Reihenfolge der Bewegungen kann auch derart angeordnet werden, daß der Leerlauf zur Beseitigung des toten Ganges vor der Weiterschaltung des Werkstückes ausgeführt wird, also: Arbeitsgang, Rücklauf, Leervorlauf zur Beseitigung des toten Ganges, Schaltung des Werkstückes, worauf immer wieder dieselbe Reihe an Verfahrensstufen folgt.

Die Rückwärtswälzung und Schaltung erfolgt in bekannter Weise mit größerer Geschwindigkeit als der Arbeitshub. Gemäß der Erfindung wird aber zur Zeitersparnis nicht nur die Rückwärtsbewegung, sondern der gesamte Leerhub mit größerer Geschwindigkeit ausgeführt, also auch die zum Zwecke der Beseitigung des toten Ganges erfolgende Vorwärtswälzung. Die Getriebe zur Durchführung dieser letzterwähnten Maßnahme sind sehr einfach; es ist nur erforderlich, die Umschaltung vom schnellen Gang auf den langsamen Gang etwas später erfolgen zu lassen und den schnellen Gang mit einem Umschaltgetriebe zu versehen. Gegenüber den bekannten A'erfahren hat das beschriebene den wesentlichen \^orteil, daß außer bei der durch die genau arbeitenden Teilvorrichtungen erfolgenden Schaltbewegung des Werkstückes voneinander unabhängige Bewegungen von Werkstück und Werkzeug nicht vorkommen, sondern nur einfache hin und her gehende Wälzbewegungen, die mit den einfachsten Getrieben durchzuführen sind, ohne daß jemals ein ungenauer Eingriff zu befürchten ist.

Das Verfahren läßt sich in gleicher Weise zur Herstellung von Stirnrädern und von Schraubenrädern verwenden. In letzterem Falle ist nur eine Einstellung des Werkzeuges entsprechend dem Neigungswinkel der Zähne erforderlich.

Die gegenseitige Wälzung ist in der schematischen Darstellung der Zeichnung so gezeigt, als ob das Werkstück eine Drehung und das Werkzeug eine geradlinige Bewegung ausführt. Natürlich kann man — und dies wird bei der Ausführung der Maschine vorzugsweise erfolgen — das Werkzeug, abgesehen von seiner hin und her gehenden Schneidbewegung, stillstehen lassen und dafür dem Werkstück außer seiner Drehbewegung noch eine fortschreitende Bewegung geben. Die Schaltung des Werkstückes um eine oder mehrere Teilungen erfolgt dann so, daß die geradlinige (fortschreitende) Bewegung des Werkstückes stillgesetzt und nur die Drehbewegung weitergeführt wird, bis die Schaltung erfolgt ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   \'erfahren zum Hobeln von Stirn- und Schraubenrädern mittels mehrzähnigen, zahnstangenartigen Werkzeuges nach dem Abwälzverfahren, wobei die Abwälzbewegung entweder vom Werkzeug und Werkstück oder nur vom Werkstück ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß \vährend eines vollständigen Arbeitsganges Werkzeug und Werkstück erstens in bekannter Weise eine gegenseitige Vorwärtswälzung um den Betrag einer Teilung oder eines Vielfachen einer Teilung ausführen, zweitens eine Rückwärtswälzung von Werkstück und Werkzeug um einen beliebigen, aber mindestens der Größe einer Teilung entsprechenden Betrag stattfindet, drittens die Weiterschaltung um eine oder mehrere Teilungen vorgenommen wird, worauf gegebenenfalls nach einer zur Beseitigung der Wirkung des toten Ganges dienenden Yotwärtswälzung um den Betrag, um den die Rückwärtswälzung eine volle Teilung oder ein Mehrfaches davon überschritten hat, der neue Arbeitshitb beginnt, so daß lediglich bei der Weiterschaltung eine unabhängige Bewegung von AVerkstück und Werkzeug stattfindet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.