DE471959C - Nach dem Abwaelzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Herstellung von Kegelraedern mit geraden Zaehnen und zykloidischer oder evolventischer Verzahnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Herstellung von Zahnrädern, die in ihren verschiedenen Ausführungen Stirnräder und Kegelräder mit zykloidischer oder evolventischer Verzahnung und mit geraden, Winkel- oder Sehräuibenzähnen herzustellen geeignet ist. Die in den Ansprüchen näher gekennzeichnete Erfindung beruht a;uf der gegenseitigen Bewegung von vier Systemen, die derart geführt und angetrieben sind, daß das Werkzeug, das dem einen System angehört, an dem einem anderen System angehörenden Werkstück die gewünschten Zahnflanken erzeugt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und in einer Anzahl von Ausführungsbeispielen dargestellt.

Abb. ι bis 4, 4a und 4b zeigen schematisch

ao die gegenseitige Bewegung der Teile der Vorrichtung in vier kinematischen Umkehrungen für Stirnradbearbeitung;

„ Abb. 5 und 5a zeigen ein Schema der Bildung von Winkelzähnen;

Abb. 6, 6a, 7 und 7a zeigen schematische Darstellungen der Vorrichtung für die Herstellung von Kegelrädern;

Abb. 8 und 9 stellen eine Kegelradhobelmaschine dar;

Abb. 8a und 9a betreffen eine grundsätzlich gleiche Maschine für Stirnradbearbeitung;

Abb. 10, 11 und 12 zeigen eine andere Stirnradhobelmaschine;

Abb. 13, 14 zeigen eine vereinfachte Kegelr adhobelmaschine;

Abb. 15 bis 17 zeigen eine Evolventenkegelradhobelmaschine.

In den vier schematischen Darstellungen der Abb. 1 bis 4, die die kinematische Grundlage für Vorrichtungen zur Erzeugung von Zahnkurven bilden, sind mit 1. S₀-S₀, 2. 5-5, 3. Kreis A, 4. Kreis B vier gegeneinander bewegliche Teile bezeichnet. S₀-S₀ ist als Gestell einer Werkzeugmaschine zu denken, 6"-.S¹ als Werkzeug zu einer Maschine zur Herstellung von Zahnrädern, z. B. als Hobelstähl, dessen Schneide die Linie 5-5¹ berührt, d. h. mit dieser zusammenfällt. A und B sind Supporte, von denen A das Werkstück und B den Support A trägt. Der Teilkreis K des Werkstückes, z. B. eines Stirnrades, hat den Halbmesser R, der Rollkreis ρ, der die zykloidische Zahnkurve bildet und durch Support B verkörpert wird, hat den Halbmesser r und den Mittelpunkt m. Mit χ ist der Punkt der Zahnkurve E bezeichnet, der in der dargestellten Mittelstellung (volle Linien) als Endpunkt gebildet wird, y ist der jeweilige Schnittpunkt der Linie S-S mit dem Rollkreis p. α ist der Winkel, urn den der Teilkreis K. sich beim Übergang aus der Grundstellung in die Mittelstellung, β der Winkel, um den der Kreis B sich beim Übergang aus der Grund-

stellung in die Mittelstellung gedreht hat. G-G ist die Zentrale des Teil- und Rollkreises. Diese Bezeichnungen sind in den Abb. ι bis 7, teilweise auch in den weiteren Abbildüngen stets im gleichen Sinne angewandt. Die Grundstellung ist in unterbrochenen Linien, eine beliebige Mittelstellung in vollen Linien dargestellt.

In der Abb. I steht die Achse m des Supports B fest. Der Support B dreht sich um seine Achsej während die Achse des Supports A, in dem Support B feststehend, eine Schwenkbewegung ausführt entsprechend der Drehbewegung des Kreises K um den Winkel a- Die Drehungsgeschwindigkeiten von A und B sind so bemessen, daß a[ß = rlR ist. Mit diesem Verhältnis rollt der Kreis ρ auf den ,Kreis K. Von dem in 4er Grundstellung auf dem Kreis K liegenden Punkt χ aus bildet sich bei der Bewegung der Supporte A und B die Zykloide E. Die Linie S-S, die in der Grundstellung mit G-G zusammenfällt, wird um.den Berührungspunkt der Kreise ρ und K in der Grundstellung" gedreht, und zwar derart, daß der Support B die doppelte Winkelgeschwindigkeit von vS"-S hat. Die Linie S-S geht daher dauernd durch den Schnittpunkt y der Zentrale G-G mit dem Kreise ρ und bildet die Tangente an der Zykloide E im Punkte x. Die Tangente geht nach einem bekannten geometrischen Gesetz stets durch den höchsten Punkt des Rollkreises.

Ersetzt man also die Linie S-S¹ durch ein passendes Werkzeug, z. B. einen Hobelstahl, mit einer sie im Punkt χ berührenden Schneide und befestigt auf dem Support A ein Zahnradwerkstück, so bearbeitet der ständig durch χ senkrecht zur Papierebene hin und her gehende Hobelstahl an dem Zahnradwerkstück bei der angegebenen Bewegung des Getriebes eine Zykloidenflanke E.

In Abb. 2, 3 und 4 sind kinematische Umkehrungen der Abb. 1 dargestellt, und zwar ist in Abb. 2 die Linie 5-5 als feststehend angenommen, die übrigen Teile 6V-S₀, A und B sind gegen diese Linie 5-5 so beweglich, daß an den Bewegungsbahnen sich nichts ändert. Zu diesem Zweck ist der Punkt X₁ des Supports B auf der im Punkt χ zu S-S senkrecht gerichteten Geraden C-C geführt. X₁ enthält die Drehachse des Supports B. Ferner ist der X₁ diametral gegenüberliegende Punkt y_% des Rollkreises ρ auf der feststehenden Linie 5-5" geführt. Die Punkte X₁ und J₁ des Supports B führen also eine Pendelbewegung auf den Linien S-S und C-C aus, die Achse des Supports A nimmt an der Bewegung des Supports B teil, und der Support A erhält eine Drehbewegung gegen den Support B. Das Werkzeug steht still und bearbeitet die Zahnflanke E.

Ausführungen nach dem Schema der Abb. ι und 2 eignen sich für Maschinen zur Herstellung zykloidischer Flanken an Zahnrädern.

Bei der Ausführung nach Abb. 3 steht der Support^ mit dem Werkstück fest. Die Achse m des Supports B läuft um die Achse des Supports A um, und zugleich dreht sich der Support B um seine Achse m. Dabei rollt der Rollkreis ρ auf den Teilkreis K, und der Punkt χ stellt einen Punkt der Zykloide dar, durch den die Tangente 5-5 an die Zykloide geht. Die Tangente 5-5 hat sich mit der halben Winkelgeschwindigkeit gedreht, mit der sich B gedreht hat.

In Abb. 4 stehen die Achsen der Supporte A und B fest, um sie drehen sich die beiden Supporte mit der der Rollung von Teil- und Rollkreis K bzw. ρ entsprechenden Winkelgeschwindigkeit. Die Linie 5-5 ist um den feststehenden Punkt y drehbar mit der halben Winkelgeschwindigkeit des Supports B.

Bei allen vier Ausführungen richtet sich das Übersetzungsverhältnis zwischen den Supporten A und B nach dem Verhältnis der Halbmesser des Teilkreises und Rollkreises. Dieses Verhältnis wechselt; um die Anwendung von Wechselrädern zu vermeiden, wird der bekannte Kunstgriff angewandt, die Drehbewegung der beiden Supporte A und B von einer geradlinigen Bewegung abzuleiten und durch einen doppelarmigen Hebel mit verschiebbarem Drehpunkt im gewünschten Verhältnis von dem einen geradlinig bewegten Teil zum andern zu übertragen.

Abb. 4 zeigt ein Beispiel dieser Einrichtung; der Support A ist als Schneckenrad im Eingriff mit Schnecke a₂ gedacht, der Supportß als Stirnrad im Eingriff mit einer Zahnstange s, die Schneckenwelle α ist mit der Schnecke a₂ durch Nut und Feder verbunden. Die Schnecke ist in dem Lagerbock OS₁₁ gelagert, die Schneckenwelle a hat einen mit Schraubengewinde versehenen Teil, den eine Muffe b mit Innengewinde umgreift. Die Muffe b ist mit einem Zahnrad fest verbunden, in das ein zweites Zahnrad / eingreift. Steht das Zahnrad f fest, so wird die Muffe b bei Drehung der Schneckenwelle a von einem nicht dargestellten Antrieb aus in ihrer Längsrichtung verschoben. In eine Umfangsnut der Muffe b greift ein Zapfen ^₁ des doppelarmigen Hebels d ein. Dieser hat in der Mitte und am gegenüberliegenden Ende je einen Längsschlitz. Mit dem mittleren Längsschlitz umgreift er den Drehzapfen d , mit dem Schlitz am Ende einen an der Zahnstanges angebrachten Zapfen. Der Drehzapfen Ct₁ ist in dem Längsschlitz verstellbar; durch seine Verstellung bestimmt er

das Übersetzungsverhältnis glg_t des doppelarmigen Hebels, das auf diese Weise alle in Betracht kommenden Werte annehmen kann. Abb. 4 und 4a zeigen auch noch die Mittel, um dem Support A, d. h. also dem Werkstück, eine wechselnde zusätzliche Bewegung zu der durch das Übersetzungsverhältnis des Hebels d bedingten zu geben. Durch eine solche Zusatzbewegung werden Schrauben- und Winkelzähne erzeugt. Die Zusatzbewegung kann dadurch erteilt werden, daß das Lager O₁₁ der Schnecke a„ durch das Schraubengetriebe a₁₀ gegen die Welle α hin und her bewegt wird. Oder es kann die Muffe b durch Drehung des Zahnrades f eine zusätzliche Längsbewegung im positiven oder negativen Sinne gegen die Welle α erhalten, und endlich kann die Welle α mit der Muffe b durch den Kurbeltrieb k eine zusätzliche Hinundherbewegung erhalten. Das Kurbelwellenlager des Kurbeltriebs k steht dabei fest, der Kreuzkopf hat Muttergewinde, das zu dem Gewindeteil der Welle α paßt. Durch den Umlauf des Kurbeltriebs empfängt die Welle α und dabei der Zapfen b_t eine Hinundherbewegung, zusätzlich zu der Längsbewegung der Muffe b, infolge Antriebs der Schneckenwelle a, wie sie in Abb. 5 dargestellt ist. Es kommt nicht darauf an, welchem von beiden Teilen, Werkstück oder Werkzeug, eine Zusatzbewegung erteilt wird, sondern nur darauf, daß außer dem Getriebe mit unveränderlicher Übersetzung noch ein zweites eingeschaltet ist, das Relativgeschwindigkeiten in die Übersetzung einfügt, die der unveränderlichen Übersetzung sowohl hinzugefügt als auch von ihr abgezogen werden, unveränderlich oder veränderlich sein können, und zwar stetig oder unstetig. Zu beachten ist dabei natürlich, daß das Zusatzgetriebe nicht so wirken darf, daß die Zahnform innerhalb eines senkrecht zur Radachse gelegten Schnittes dadurch verändert wird, sondern daß die Zahnflanken in der dazu senk-_s rechten (Mantellinien-) Richtung gegeneinander so versetzt erscheinen, wie es Abb. 5 andeutet. Bewegt sich ein Hobelstahl in der Richtung der Mantellinie, so beschreibt er eben eine derartige Kurve, wenn sein Vorschub durch den zweiarmigen Hebel d, seine Arbeitsbewegung aber z. B. durch die Kurbel k geregelt wird.

Wenn dort H der Hub des Werkzeugs in Richtung der Zahnbreite, h die Zahnbreite des Werkstücks ist und die Kurbel d in Abb. 5a sich während eines Werkzeughubes H beispielsweise um 450° gleichmäßig dreht, so erhält dadurch die Zahnflanke statt eines geraden Verlaufs über die ganze Zahnbreite die Gestalt einer Sinuskurve entsprechend der ausgezogenen Sinuslinie 1-9 der Abb. 5. Die entstehenden Zähne werden dann Winkelzähne mit einer Schraubensteigung, Ης- sich nach der Sinusfunktion ändert, so daß sie an den Zahnenden und in der Zahnmitte parallel zur Richtung h verläuft. Die Zahnflankenform bleibt aber unverändert eine Zykloide, so wie sie durch das z. B. in Abb. 4 dargestellte Getriebe (bei Stillsetzung des Kurbeltriebs k) erzeugt wird.

Die Übersetzung von A nach B oder nach einem zweiten gleichartigen Support B' kann an Stelle des Hebels d auch durch geometrisch ähnliche und ähnlich liegende Kurbelgetriebe k', k" und k'" erfolgen, wie sie in Abb. 4b dargestellt sind.

Die Abb. 6 und 6a stellen die Übertragung des in Abb. 1 dargestellten Getriebes auf den Fall der Erzeugung von Kegelrädern mit zykloidischen Flanken dar. Abb. 6 bezieht sich auf die Stellung des Rollkegels zum Teilkegel für die Bildung der Epizykloide, Abb. 6a auf die für die Bildung der Hypozykloide, aus denen sich die ganze Zahnflanke c zusammensetzt. Die Supporte A und B liegen in diesem Fall in einander schneidenden Ebenen und drehen sich um die Achsen 0-0 und 0-O_x (Abb. 6) bzw. 0-O₂ (Abb. 6a). Die Art, der gegenseitigen Bewegung bleibt aber unverändert.

Abb. 7 zeigt das Getriebe nach Abb. 6 für einen Rollkegel mit i8o° Spitzenwinkel, d. h. für das bei Herstellung von Satzverzahnungen von Kegelrädern zugrunde liegende ideelle Plankenkegelrad für evolventische Zahnflanken.

Abb. 7a zeigt ein gleiches Schema, jedoch entsprechend der in Abb. 3 dargestellten Anordnung des Getriebes.

Die Kegelradhobelmaschine nach Abb. 8 und 9 entspricht dem Schema der Abb. 1 in der Abänderung für Kegelräder. Sie dient zum Hobeln von Zahnrädern mit Zykloidenverzahnung und geraden, Schrauben- oder Winkelzähnen. Die epizykloidischen und die hypozykloidischen Teile der Zahnflanken werden nacheinander hergestellt. Das Werkzeug 5 bewegt sich hin und her nur in gerader Linie, seine Schneide liegt dabei stets tangential zur Zahnflanke. n°

Auf dem Bett / der Maschine ist auf einer Kreiszylinderführung der Schlitten / um eine durch die Kegelspitze O gehende wagerechte Achse verschwenk- und feststellbar. Die Verschwenkung wird durch das Zahngetriebe i bewirkt; er trägt den Drehsupport B, dessen Drehachse nach der Kegelspitze O gerichtet ist und bei der Herstellung von Epizykloidenflanken die Stellung 0-O₁, bei der Herstellung von Hypozykloidenflanken die Stellung 0-0„ einnimmt. Auf dem Drehsupport B ist eine zweite Kreiszylinderführung angebracht,

deren Achse gleichfalls durch Punkt O geht und auf der ein zweiter Schlitten D feststellbar und mittels des Zahnradgetriebes i' um eine durch O gehende wagerechte Achse verschwenkbar ist. Der zweite Schlitten D trägt eine drehbar gelagerte Werkstückspindel A₁, die ein Schneckenrad A hat. Auch die Mittellinie der Werkstückspindel A₁ ist auf den Punkt O gerichtet. Durch denselben Punkt ίο geht die Bewegungsbahn des Werkzeugs 5. Mit Hilfe einer aus dem Gestell ausziehbaren Körnerspitze O_x kann seine Lage zu dem Werkstück eingestellt werden. Die Werkstückspindel A₁ ist in ihrer Längsrichtung einstellbar.

Der Antrieb der Maschine geht von der Hauptantriebwelle a' aus, die einen Wechselantrieb, z. B. durch zwei feste und eine lose Riemenscheibe bei selbsttätiger Umschaltung, ao hat. Sie dreht sich also in ständigem Wechsel rechts und links.

Sie gibt zunächst die Arbeitsbewegung des Hobelstößels 5 her, indem über ein Kegelradgetriebe J₁ und eine Schraubenspindel s₂ der Werkzeugsupport i₃ auf- und abbewegt wird. Vom Werkzeugsupport S₃ wird durch die Stange 1 und das Schaltrad 2 die Welle 6 schrittweise gedreht. Ihre Bewegung wird, wie Abb. 9 zeigt, über zwei Gelenkkupplungen und Stirnräder 3, 4 auf die Schneckenwelle 5 übertragen, deren Schnecke in das Schneckenrad A der Werkstückspindel A₁ eingreift. Auf diese Weise wird während jeden Leerhubs des Hebelstößels 5" das Werkstück K etwas gedreht.

Ferner erteilt die Hauptantriebwelle Ci₁ dem den Rollkegel verkörpernden Drehsupport B auf folgendem Wege eine schrittweise erfolgende Drehbewegung um die Achse 0-O₁. Das Kegelradgetriebe 7 (s. Abb. 9) dreht die Schraubenspindel 8, auf der eine Mutter 8' sitzt. Die Mutter ist durch Eingriff eines an ihr angebrachten Zapfens in einen Schlitz eines Hebels d undrehbar geführt. Der Hebei d hat Schlitze in der Mitte und an beiden Enden. Der mittlere Schlitz umgreift den am Schlitz i verschiebbaren und verstellbaren Drehzapfen (I₁ des Hebels d. Das zweite Ende des Hebels d umgreift einen an der Zahnstange 9 angebrachten Zapfen. Die Zahnstange 9 greift in die Stirnradverzahnung des Drehsupports B ein. Das Verhältnis der beiden Arme des Hebels d ist glg_t. Bei dem auf dem Wege Α-ζ-4-3-6-γ-8-8'-ά-9~Β erzielten Übersetzungsverhältnis wird Rollung des durch den Support B dargestellten Rollicegels auf dem Teilkegel des Kegelrades K erzielt, wenn glg₁^r:R ist, wobei r der zum Kegelradius R gehörige Radius des Rollkegels ist. Dieses Verhältnis wird durch Verschiebung des Zapfens d_x erzielt.

Von der Zahnstange 9 (Abb. 9) wird auf dem Wege über das Stirnrad 10, die mit Gelenkkupplungen versehene Welle 10' (Abb. 8) und das Stirnradgetriebe 11 auf den Werkzeugsupport S₃ die Bewegung des Supports B mit der Übersetzung 1:2 übertragen. Dadurch wird dem Hebelstößel 6" die Schwingung erteilt, mittels deren er dauernd tangential zur Zahnflanke gehalten wird.

Zur Umschaltung von einem Zahn des Werkstückes auf den nächsten wird eine Teilscheibe 12 und eine Kurbel 13 (Abb. 9) in üblicher Weise benutzt. Eine auf der Welle 6 angeordnete Kurbel ermöglicht es, die Supporte A und B nach der Bearbeitung einer Zahnflanke in die Anfangslage zurückzubringen, in der die Bearbeitung des nächsten Zahnes beginnen soll.

Zur vollständigen Bearbeitung eines Zahnrades werden erst alle Zahnköpfe nach Epizykloiden mittels eines Hobelstößels mit gerader oder hohler Schneidkante bearbeitet, dann ein Hobelstößel mit nach außen gewölbter Schneidkante eingesetzt, der zur Bearbeitung der Hypozykloiden der Zahnwurzeln geeignet ist, und dann durch Verschiebung der Schlitten I und D die Stellung der Supporte hergestellt, bei der der Support B in der Drehachse 0-O₂ steht. Die Verschiebung erfolgt durch die Zahngetriebe i bzw. I₁.

Um Winkelzähne zu schneiden, dient in Abb. 8 und 9 die folgende Einrichtung:

Von der Welle α' wird durch die Kegelgetriebe 14 und 14' und durch das Stirnradgetriebe 15 ein Zahntrieb 16 angetrieben, der in eine Mangelzahnstange 17 eingreift, die wagerecht geführt ist. Die Achse des Triebs 16 ist in einem Arm t₁ gelagert, der seinerseits an der Achse des zumKegelgetriebe 14'gehörigen Kegelrades befestigt ist. Die Bewegung der Mangelzahnstange wird durch einen Hebel d_z von gleicher Bauart wie der Hebel d auf eine wagerecht verschiebbare Zahnstange 17' übertragen, deren Bewegung weiter durch das Triebrad 18 und durch mehrere Kegelradgetriebe sowie eine mit zwei Gelenkkupplungen versehene Welle auf die Schraube und Mutter 19 übertragen wird. Die Mutter bewegt das Lager 20 der Schnecke 5 (vgl. a₁₀, Ci₁₁ der Abb. 4). Da die Bewegung von der Welle α' ausgeht, ist es eine Hin- und Herbewegung, die gleichzeitig mit der Hin- und Herbewegung des Hobelstößels stattfindet. Dem Schneckenrad A und dem Werkstück K wird daher durch diese Bewegung eine Schwingung im Sinne der Abb. 5 erteilt, so daß Winkelzähne entstehen. Diese Schwingbewegung ist unabhängig von der Bewegung, die durch die Welle 6 dem den Rollkegel verkörpernden Support B und dem Schneckenrad A erteilt wird. Um Schraubenzähne auszuführen, wird

die Zahnstange 17 so eingestellt, daß der Zahntrieb 16 nur auf einer von ihren Seiten zum Eingriff kommt.

Der Winkel γ (vgl. Abb. 8a), den die Schenkel der Zahnwinkel miteinander einschließen, muß bei Rädern, die miteinander arbeiten sollen, gleich groß sein. Da der durch das vorstehend Beschriebene erzeugte Winkel vom Durchmesser des Werkstücks in seiner Größe beeinflußt wird, so muß sich die Übersetzung des Getriebes nach den wechselnden Durchmessern der Werkstücke einrichten lassen. Dazu dient der Übersetzungshebel d₂, dessen wirksame Hebelarme g„ und g_s sich in derselben Weise verändern lassen wie die Hebelarme g und g' des Hebels d in Abb. 4.

Wegen der Änderung der Arbeitsrichtung des Hebelstößels zum Werkzeug auf den beiden Schenkeln eines Winkelzahnes muß die Hobelstößelschneide ihre Stellung zum Werkstück während des Verlaufs eines Hubes ändern, um stets einen richtigen Schneidwinkel innezuhalten. Die Änderung muß während des Überschreitens der Spitze des Winkelzahnes erfolgen. Zu diesem Zweck wird die Bewegung des Hebels i_ram Umkehrpunkt der Mangelstange 17 benutzt. Mit dem Hebel t_L oder seiner Drehachse ist ein Kegelradsegment f„ verbunden. Seine Bewegung wird durch ein Kegelrad und eine mit zwei Gelenkkupplungen versehene Welle t_s auf den drehbaren Halter übertragen, der den Hobelstößel 5 im Support s_a hält.

In Abb. 8a und 9a ist eine Stirnradhobelmaschine dargestellt, die in derselben Weise arbeitet wie die Kegelradhobelmaschine nach Abb. 8 und 9. Die beiden Anordnungen unterscheiden sich grundsätzlich nur dadurch, daß der Punkt 0 in unendliche.Ferne gerückt ist, so daß drei parallele Mittellinien 0-0, O₁-O₁ und O₂-O₂ entstehen. Die beiden Kreiszylinderführungen gehen in geradlinige Führungen über.

Eine bauliche Abänderung ist insofern vorgenommen, als die Stange 9 nicht mehr Zahnstange ist, sondern mit dem Support B und dem Rad 10 durch ein Bandgetriebe verbunden ist. Je zwei Stahlbänder sind mit ihren Enden an der Stange 9 einerseits und an dem Support B und der Scheibe 10 andererseits befestigt, so daß sie das Abrollen der Stange 9 an dem Support B und der die zur Zykloide tangentiale Lage des Hobelstößels herbeiführenden Scheibe 10 erzwingen. Die Stirnradhobelmaschine nach Abb. 10 bis 12 beruht auf dem Schema der Abb. 2. Der Hobelstößel 5 führt hier keine Schwenkbewegung um die Linie 0-0 aus. Das Bett / trägt eine quergerichtete Geradführung, auf der ein Schlitten C läuft. Seine Bewegungsbahn entspricht der Linie C-C der Abb. 2.

Dieser Schlitten trägt"" einen Dreh support./?, dessen Achse 0-0 winkelrecht zur Schlittenführung steht. Auf dem Drehsupport B läuft in einer zur Supportachse 0-0 winkelrechten Geradführung der Schlitten D, und dieser trägt die drehbare Werkstückspindel mit dem Schneckenrad A, die parallel zur Supportachse 0-0 liegt. Das Bett / hat senkrecht zu der Geradführung des Schlittens C eine Geradführung in Gestalt einer Führungsnut 21. In die Nut greift ein zur Supportachse 0-0 paralleler zylindrischer Zapfen 22 ein, der an dem Drehsuppoft B in einer Schwalbenj schwanznut 23 feststellbar und verstellbar ist. Die Bewegungsübertragung von dem Werkzeugsupport auf den Drehsupport B und das Schneckenrad A ist dieselbe wie in Abb. 8, ebenso die Einrichtung, die dem Werkstück die Zusatzbewegung für die Herstellung von Schrauben- oder Winkelzähnen erteilt.

Zur Bearbeitung eines Stirnrades wird zunächst der Zapfen 22 in einer Entfernung von der Linie 0-0 eingestellt, die dem Durchmesser 2_r des Rollkreises entspricht. Wird jetzt bei Anlassen der Maschine der Support B gedreht, so verschiebt sich der Zapfen 22 längs der Nut 21 und der Schlitten C rechtwinklig dazu auf der geraden Führung von I. Das Werkstück K erfährt dabei außer einer Drehbewegung von dem auf- und niederge- · henden Werkzeugsupport aus eine solche Bewegung, daß eine Epizykloide von dem Werkzeug vS" hergestellt wird. Sind die Zahnköpfe vollendet, so wird der Zapfen 22 in die Lage 22' umgestellt, die sich in der Entfernung 2_r vom Teilkreis des Werkstücks nach innen befindet. Bei dieser Lage des Zapfens 22 bearbeitet das Werkzeug die Zahnflanken nach Hypozykloiden.

In derselben Weise, in der man von· der Bauart Abb. 8a zur Bauart Abb. 8 gelangt, gelangt man von der Bauart Abb. 10 zu einer Maschine zum Hobeln von Kegelrädern auf Grund des Schemas der Abb. 2.

Eine derartige Kegelradhobelmaschine zei- *· gen Abb. 13 und 14 in einer nach zwei Richtungen vereinfachten Form. Die eine Vereinfachung beruht darauf, daß das Bett und die daran angebrachte Kreiszylinderführung no durch den heb- und senkbaren Tisch einer Wagerechtstoßmaschine ersetzt sind, so daß der Drehsupport B unmittelbar auf einer zur Befestigung am Tisch dienenden Platte F steht: die zweite beruht darauf, daß der Rollkegel i8o° hat und daher Evolventenzähne gebildet werden.

Auf dem Drehsupport B ist ein Schlitten U auf einer zur Drehachse des Supports senkrechten Führung beweglich. Er trägt eine Kreiszylinderführung, deren Achse senkrecht zur Werkstückachse liegt, und darauf einen

Schlitten D. Der Schlitten D tragt die Werkstücksspindel mit dem Schneckenrad A. Die Achse der Werkstückspindel muß durch die Achse des Drehsupports B gehen; derScHnittpunkt ist die Kegelspitze 0. Bei der Bearbeitung eines Kegelrades wird durch Verstellung des Tisches der Wagerechtstoßmaschine der Punkt 0 in die Höhe der Werkzeugschneide gebracht. Der Drehantrieb des Drehsupports B wird von der Bewegung des Stichelhauses abgeleitet (vgl. zu Abb. 1-4 die Abb. 9), die Zusatzbewegung fur Schrauben- oder Wihkelzähne vom Antrieb der Stoßmaschine, beides ebenso wie bei der Ausführung nach AbbV8.

Abb. 15 bis Ϊ7 stellen eine Vorrichtung zur Wirikelzähnherstellüng an ABwälzhobelmaschinen öiit zwei Hobelstähien für Kegelzahnräder mitEvolventenzahnflänkert dar; die nach dem in Abb. 4 und 7a gezeichneten Schema arbeiten. Das Werkstück K ist auf der Werkstückspindel A₁ aufgespannt, die ein Schhekkenräd A trägt. Der Support B; der hier die Bedeutung eines Kegels von l8ö° Spitzenwinkel hat, der "den Teilkegel des Werkstücks berührt, ist eine Scheibe, deren wagerechte Achse in derselben wagerechten Ebene liegt, in der auch die Mittellinie der Werkstückspindel A₁ liegt. Die Scheibe B ist am Ge-.30 stell 79 der Maschine drehbar gelagert. Die Werkstückspindel A_x wird durch das Getriebe 82, %, 84, 85, &6 und die Schnecke des Schneckenrades A gedreht und empfängt dadurch die während der Zähnflankenbearbeitüng erforderliche Dreh- oder Vorschubbewegung und die Sehaltbewegung zur Bearbeitung des folgenden Zahnes. Die Dreh- oder Vorschubbewegung wird durch ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung 8, 8'-, d«, (I₁, fti ähnlich wie nach Abb. xja auf den an der Scheibe B gleitbar gelagerten Ring Ί und damit auf die Werkzeuge 5-5¹ übertragen. Zwischen der Schiene tfi "und "dem Ring I sind zwei gekreuzte Stahlbänder zwecks Übertragung der Bewegung eingeschaltet. Von den bei den vorher beschriebenen Ausführungen angewandten Getrieben ftiit verstellbarer Übersetzung unterscheidet sich dies Getriebe dadurch, daß der Hebel d₂ einarmig ist. Er gewährt die Verstellbare Übersetzung ^₁Zg₂.

An der Scheibe B sind zwei Werkzeug'süpporte 39 an Führungen 39' beweglich gelagert, die parallel zu den radialen Bahnen der Werkzeuge laufen. Die Führungen 39' sind uhabhängig voneinander in nicht dargestellten Kreisschlitzen verstellbar und feststellbar, die um den Mittelpunkt der Scheibe B Verlaufen. Auf den Werkzeugsupporten 39 sind zwei Stahlhalter für dieHobelwerkzeugeiSschwenkbär gelagert. Die WerkzeügMpporte-39 sind durch Schubstangen 29 mit einem Kreuzkopf 27 verbunden, der durch eine Schubstange 26 von einer Kurbel 25 angetrieben wird. Die Kurbel 25 ist auf der Welle des Zahnrades 81 befestigt, die ah der Scheibe B gelagert ist. Das Zahnrad 8i empfängt seinen Antrieb von einem Zahnrad 80 und einer in der Drehachse von B angeordneten Stufenscheibe. Eine zweite auf derselben Welle angebrachte Kurbel 28 treibt durch die Schubstange 28' die Zahnstange 30 an, die in ein Zahnrad 31 ein- - greift, dessen Welle an einem Vorsprung der Scheibe B gelagert ist und eine Kurbel 32 und eine Gegenkurbel 35 trägt. Die Kurbel 32 ist durch eine Schubstange 33 mit einem an den Ring I befestigten Zapfen 34 verbunden, während die andere Kurbel 35 durch eine Schubstange 36 ein am Kreuzkopf 27 gelagertes Künstkreuz 37 bewegt, dessen beide Arme durch Kuppelstangen 38 mitHebeln 87 verbunden sind, die ah den schwenkbaren, auf den Werkzeugsupporten gelagerten Stahlhaltern der Werkzeuge S angreifen.

Wahrend die Dreh- öder Vorschubbewegung durch das Getriebe 82, 83 .. auf das Werkstück K und von da durch das Getriebe 8, 8' ci₂... mit entsprechender Übersetzung auf den Ring / und weiter durch die Schubstange 33 auf die Scheibe B und damit auf die Werkzeuge 5 Überträgen wird, erhalten die Werkzeuge ihre Arbeitsbewegüng und eine zusätzliche Schwingbewegung für die Winkelzahnhersteilung durch das von dem Zahnrad 81 ausgehende Getriebe. Die Schwingbewegung geht von der Kurbel 28 aus und erteilt den Messern während jeder durch die Kurbel 25 bewirkten Arbeitsbewegung eine Sehwingbewegung um die Mittellinie der Scheibe B in dem Sinne, Wie es in Abb. 5 und 5a dargestellt ist. Die Schwingbewegung wird durch eine gegenseitige Bewegung des Ringes Z tmd der Scheibe B bewirkt. Infolge der Schwingbewegung entstehen an dem Werkstück K Winkelzähne. Außerdem erhalten die Werkzeuge eine Schwingbewegung um die Mittellinie ihres Stahlhalters, die imr dazu dient, sie jeweils in den richtigen Schrierdwinkel einzustellen. Diese -Bewegung wird von der Gegenkurbel 35 abgeleitet und durch die Schubstange 3^;8 auf die Stahlhalter übertragen.

Claims (7)

1. Paten tan SPRTJ CHE:

   i. Nach dem Abwalzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Herstellung von Kegelrädern mit geraden Zähnen und zyklöidischer Verzahnung, gekennzeichnet 'durch 'einen drehbaren Support (B) mit kreiszylindrischer Führung für den als Schlitten ausgebildeten Träger (d) des Kegelradwerkstücks (K), dessen Achse (A₁) derart exzentrisch zu der Drehachse (O-O₁ toder 0-O₁) des 'den Rollkegel ver-

   körpernden Drehsupports (B) einstellbar ist, daß der Werkstückteilkegel den Rollkegel innen oder außen berührt, je nachdem hypo- oder epizykloidische Flanken durch den geradlinig hin und her gehenden Hobelstahl (S) erzeugt werden sollen, und daß von dem Werkzeugsupport (\?₃) sowohl eine schrittweise erfolgende Drehung des Supports (B) um seine Achse (0-O_x oder ίο 0-O₂) und damit eine Verschwenkung der Werkstückachse (^₁) um die gleiche, der Rollkegelachse entsprechende Achse des Supports bei gleichzeitiger, einer Abrollbewegung auf dem Rollkegel entsprechenden Drehung des Werkstückkegelrades als auch eine Schwenkung des Werkzeuges um die anfängliche Berührungslinie zwischen Rollkegel und Teilkegel als Achse abgeleitet wird, und zwar mit einer Win-

   kelgeschwindigkeit, die halb so groß ist wie die des Supports (B), damit stets eine tangential« Lage der Werkzeugschneide zur Zahnflanke erhalten bleibt (Abb. 8, 9; Schema Abb. 1 oder 3).
2. 2. Hobelmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem Schlitten (J) gelagerte Drehsupport (B) um die gleiche durch die Kegelspitze (O) gehende Achse in einer zylindrischen Führung (/) desMaschinengestells verschwenk- und feststellbar ist wie der Schlitten (D) des Werkstücks, um die erforderliche Einstellung des Drehsupports bei Erzeugung von epi- oder hypozykloidischen Zahnflanken bewirken zu können (Abb. 8, 9).
3. 3. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Erzeugung von Stirnrädern mit geraden Zähnen und zykloidischer Verzahnung, gekennzeichnet durch einen drehbaren, in einem geradlinig verschiebbaren Schlitten (J) gelagerten Support (S), der geradlinig verschiebbar den als Schlitten ausgebildeten Träger (D) für das Stirnradwerkstück (K) trägt, dessen Achse so zu der parallel liegenden Drehachse (0-O₁) des Supports (B) eingestellt ist, daß der Stirnradteilzylinder den durch den Support verkörpernden Rollzylinder innen oder außen berührt, je nachdem hypo- oder epizykloidische Zahnflanken durch den geradlinig hin und her gehenden Hobelstahl erzeugt werden sollen, und daß von dem Werkzeugsupport (s₃) sowohl eine schrittweise erfolgende Drehung des Supports (5) um seine Achse (0-O₁ oder 0-O₂) und damit Verschwenkung der Werkstückachse um die gleiche der Rollzylinderachse entsprechende Achse des Supports bei gleichzeitiger, einer Abrollbewegung auf dem Rollzylinder entsprechenden Drehung des Werkstückstirnrades als auch eine Schwenkung des Werkzeuges um die anfängliche Berührungslinie zwischen Rollzylinder und Teilzylinder als Achse abgeleitet wird, und zwar mit einer Winkelgeschwindigkeit, die halb so groß ist wie die des Supports (B), damit stets eine tangentiale Lage der Werkzeugschneide zur Zahnflanke erhalten bleibt (Abb. 8a, 9a, Schema Abb. 1).
4. 4. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Herstellung von Stirnrädern mit geraden Zähnen und zy~ kloidischer Verzahnung, gekennzeichnet durch einen auf einem geradlinig verschiebbaren Schlitten (C) gelagerten Drehsupport (B), der geradlinig verschiebbar den Werkstückschlitten (D) trägt und in einem exzentrisch zu seiner Drehachse (0-0) angeordneten einstellbaren Zapfen (22) längs einer Nut (21) des Maschinengestells (7) geführt ist, die rechtwinklig zur Führung des den Drehsupport tragenden Schlittens (C) verläuft, so daß sämtliche Bewegungen zur Erzeugung einer Zykloide

   " von dem Werkstück ausgeführt werden und das Werkzeug bei stets tangentialer Lage der Werkzeugschneide zur Zahnflanke nuir eine geradlinige auf und nieder gehende Bewegung, aber keine Schwenkbewegung erhält (Abb. 10, n, 12; Schema Abb. 2).
5. 5. Hobelmaschine nach Anspruch 1, 3 oder 4 zur Erzeugung von Winkelzähnen oder Schraubenzähnen mit zykloidischer Verzahnung, dadurch gekennzeichnet, daß von einer vom Hauptantrieb (a_t) hin und her gedrehten Welle unter Vermittlung eines Mangelgetriebes (16, 17) und weiterer Getriebeteile (d_z, i"j_x, 18, 19, 5, A) dem Werkstückrad eine zusätzliche Drehbewegung in dem einen oder anderen Sinne erteilt wird, und daß bei Erzeugung von Winkelzähnen die Umkehrstelle der Mangelzahnsitange (17) mit Hilfe ihres zugehörigen Zahntriebes (16) und eines mit ihm verbundenen Hebels (J₁) auf ein schwenkbares Kegelrad segment (i₂) so einwirkt, daß durch ein weiteres Kegelrad und eine Gelenkwelle (i₃) eine Drehung des Hobelstahles um seine Längsachse zur Einstellung des richtigen Schneidwinkels zur Winkelzahnform erfolgt, während bei Erzeugung von Schraubenzähnen die Mangelzahnstange (17) so eingestellt wird, daß die Umkehrstelle nicht zur Wirkung kommt (Abb. 8, 9, 8a, 9a).
6. 6. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Herstellung von Kegelrädern mit geraden Zähnen oder Schrauben- und Winkelzähnen und evolventischer Verzahnung, gekennzeichnet

   durch einen auf dem heb- und senkbaren Tisch (F) einer Wagerechtstoßmaschine - angeordneten Drehsupport (B), der einen ... geradlinig verschiebbaren Schlitten (U) trägt mit einer Kreiszylinderführung für den Zylinderschlitten (D) des Kegelradwerkstückes, dessen Achse die Achse der Zylinderführung rechtwinklig schneidet und dessen Kegelspitze (O) in der Dreh-

   xo achse des Supports (B) und gleichzeitig im Mittelpunkt der Teilebene des zu dem Teilkegel gehörenden ideellen Planrades liegt, so daß bei Verschwenkung des Kegelradschlittens (U) um die Achse des Drehsupports und beim Abrollen des Kegelradwerkstückes auf dem ideellen Planrad durch den geradlinig hin und her gehenden Hobelstahl evolventische Zahnflanken erzeugt werden für Zähne, die geraden Ver-

   ao lauf haben, sofern nicht durch eine zusätzliche Drehbewegung des Werkstückes Schrauben- oder Winkelzähne entstehen (Abb. 13, 14).
   
7. 7. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelmaschine zur Erzeugung von Kegelrädern mit Winkelzähnen, deren evolventische Flanken durch zwei je eine Zahnflanke bearbeitende Stähle erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die das ideelle Planrad verkörpernden Hobelwerkzeuge (S-S) auf radial verschiebbaren Schlitten (39, 39) eines Drehsupports (B) sitzen, dessen Drehachse die Werkstückachse (A₁) in der Kegelspitze schneidet und der die zur Erzeugung evolventischer Flanken erforderliche Wälzbewegung durch einen zu ihm konzentrisch liegenden Ring (Z) erhält, der vom Werkstück aus schrittweise auf eine Schraubenspindel (8) und ein Hebelwerk (d₂, m) eine Drehbewegung unter Vermittlung einer Schubstange (33) empfängt, die durch eine Kurbel (32) mit einer in einem Vorsprung des Drehsupports gelagerten Welle verbunden ist, auf der ein Zahnrad (31) sitzt, das von der die Hin- und Herbewegung der Werkzeugschlitten (39. 39) bewirkenden Kurbelwelle (Zahnrad 81) aus eine Drehung in der einen oder anderen Richtung erhält, wodurch infolge der aus Kurbel (32) und Schubstange (33) bestehenden Verbindung des Drehsupports mit dem Ring dem Drehsupport gegenüber demRing eine zusätzliche Drehbewegung in dem einen oder anderen Sinne und damit dem Werkzeugschlitten (39, 39) eine zusätzliche Schwingbewegung entsprechend, der Gestalt der Winkelzähne erteilt wird, während durch eine Gegenkurbel (35) zu der vorbenannten Kurbel (32) und ein Hebelwerk (36, 37, 38, 87) den Werkzeugen eine solche Schwenkbewegung gegeben wird, daß sie dem winkel- ., förmigen Verlauf der Zähne entsprechend in den richtigen Schneidwinkel sich einstellen (Abb. 15 bis 17; Schema Abb. 4.)

   Hierzu 3 Blatt Zeihcnnngen

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