DE570000C - Maschine zur Herstellung von Maschinenelementen, wie Zahnraedern, Kettenraedern, Kupplungsteilen usw. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Maschinen zum Herstellen und Schneiden von gezahnten Gegenständen nach Art von Zahnrädern oder anderen Maschinenelementen gleicher oder verwandter Art mit Hilfe hobelnder oder stoßender Schneidwerkzeuge. Solche Schneidwerkzeuge werden mit Vorsprüngen hergestellt, die den rings um eine Achse angeordneten Radzähnen entsprechen und Umrisse haben, die entweder mit den Umrissen der herzustellenden Gegenstände gepaart sind oder diese ergänzen. Diese Schneidwerkzeuge haben Schneidkanten an einem Ende, so daß sie durch Längsbewegung mit einer Hobelwirkung schneiden. Die Schneidwerkzeuge wurden und werden gewöhnlich mit verschiedenen Formen und Anordnungen von Zähnen hergestellt, die imstande sind, gerade Stirnräder und Schraubenräder mit Außen- wie Innenverzahnung aus Evolventen oder anderen normalen oder besonderen Kurvenformen als Zahnflanken, Kettenräder, Schrauben, Schnecken und andere Maschinenelemente und andere Schneidwerkzeuge zur Ausführung der gleichen Arbeit zu schneiden.

Die Zahnflanken derartiger Schneidwerkzeuge sind von ihren Schneidkanten weg einwärts geneigt oder laufen zusammen, um ihre Berührung mit dem Werkstück nur auf die Schneidkanten zu beschränken. Das notwendige Schärfen des Schneidwerkzeuges wird in der Weise ausgeführt, daß die Endflächen der Zähne und die Endfläche des gesamten Werkzeugs, in dem solche Schneidkanten liegen, weggeschliffen werden. Wiederholtes Schärfen des Schneidwerkzeugs hat die Folge, daß die Zähne infolge ihrer zusammenlaufenden Seiten dünner oder schmaler werden und dadurch schmaler als die Zähne der Maschinenelemente werden, mit 40 ■ denen die durch solche Schneidwerkzeuge hergestellten Gegenstände in Eingriff kommen sollen.

Ein Zweck der Erfindung ist, solches Schmalerwerden der Werkzeugzähne derart auszugleichen, daß die in das Werkstück geschnittenen Lücken nichtsdestoweniger die erforderliche volle Breite haben, ohne den Abstand zwischen den Achsen des Werkzeugs und des Werkstücks zu kürzen. Die Erfindung bezweckt ferner, verbesserte Ergebnisse in der Fertigbearbeitung der Zahnräder und anderer herzustellenden Maschinenelemente zu erreichen und die Seitenkanten der Werkzeugzähne außer Berührung mit dem Werkstück laufen zu lassen, wenn die Werkzeugzähne von jedem Schneidhub zurückkehren und in Vorbereitung auf den folgenden Schneidhub sind. Dieses wird dadurch erreicht, daß das Werkzeug oder entsprechend das Werkstück eine zunehmende schwingende Bewegung von geringem Grad in zwei Stufen erhält, von denen jede wechselweise in entgegengesetzter Richtung erfolgt, so daß die Werkzeugzähne

in aufeinanderfolgenden Schneidhüben abwechselnd an ihren entgegengesetzten Seiten wirken und sich im Lauf ihrer Rückgänge oder Zwischenhübe ganz frei von dem Werkstück bewegen; d. h. bei jedem Kreislauf oder Spiel von vier Gängen oder Hüben, das mit einem Schneidhub beginnt, sind diese Werkzeugzähne, die in das Werkstück lediglich an einer Seite (ungeachtet der End- oder Umfangskanten) wirken, beim zweiten Hub, wenn das Werkzeug zurückkehrt, mit ihren beiden Seiten frei \^ron dem Werkstück. Beim dritten Hub greifen die Seiten der Werkzeugzähne, die den beim ersten Hub wirkenden Seiten der Zähne entgegengesetzt sind, in das Werkstück ein, während beim vierten Hub das Werkzeug mit seinen wiederum von dem Werkstück freigemachten Zähnen zurückgeht. Dieser Kreislauf wiederholt sich, bis das Werkstück fertiggestellt ist. Es ist dafür gesorgt, daß die Größe dieser zunehmenden Winkelbewegung des Werkzeugs in gleichem Maße wächst, wie seine Zähne durch das fortgesetzte Schärfen zunehmend dünner oder schmaler werden. Somit wird es möglich, in das Werkstück Formen zu schneiden, die während der ganzen Lebensdauer des Werkzeugs mit seinen Zahnformen gepaart sind, nicht nur, wenn diese· Zahnformen Evolventen sind, sondern auch, wenn die Formen derartig sind, daß genaue Kurven in dem Werkstück nur dadurch erzeugt werden können, daß ohne Änderung ein gegebener Mittenabstand zwischen Werkzeug und Werkstück aufrechterhalten wird. Die obenerwähnten Winkelbewegungen vereinigen sich als Zuwachs mit der normalen fortschreitenden Drehbewegung, die dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück gleichzeitig erteilt wird, wenn Formen in dem Werkstück erzeugt werden sollen, die denen in dem Werkzeug gepaart sind.

Es ist möglich, ein Schneidwerkzeug zu verwenden, das in neuem Zustand keine zunehmende oder Seitenabrichtbewegung der obenerwähnten Art erfordert, und ihm diese Bewegung nur dann zu erteilen, wenn seine Zähne mit dem Gebrauch dünner geworden sind. Jedoch ist vorzuziehen, zuerst ein Schneidwerkzeug zu schaffen, das verhältnismäßig schmale Zähne hat, und ihm von Anfang an diese hin und her gehende Seitenabrichtbewegung zu erteilen und hierbei nur die Größe dieser Bewegung zu steigern, wenn die Zähne dünner werden. Dies geschieht, damit man von Anfang an die Vorteile infolge der Berührung der Werkzeugzähne mit dem Werkstücke nur an einer Seite, wiederholte Wechsel der Berührung von der einen zur anderen Seite, die nach den Erfahrungen die vorteilhaften Ergebnisse beim Schneiden liefern, und insbesondere die endgültige Fertigbearbeitung von Zahnrädern usw. erzielt.

In den Zeichnungen ist beispielsweise eine gemäß der Erfindung ausgeführte Maschine dargestellt, die besonders zur Herstellung von geraden Stirnrädern bestimmt ist, wobei Schneidwerkzeug und Werkstück sich gemeinsam um parallele Achsen in zueinander entgegengesetzten Richtungen drehen und das Schneidwerkzeug axial hin und her geht. Selbstverständlich können aber die gleichen Grundsätze in gleicher Weise auf Maschinen von abweichender Bauart zum Schneiden von Schraubenrädern, Schnecken und Schraubengewinden, anderen Maschinenelementen, Zahnformfräsern usw. angewendet werden.

Fig. ι ist eine Vorderansicht der Maschine, teilweise im Schnitt und weggebrochen.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, von der linken Seite der Fig. 1 gesehen, mit weggebrochenen Teilen und im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i.

Fig. 3 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2.

Fig. 4 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2, so geschwenkt, daß die Seite, die in Fig. 2 vorn erscheint, in Fig. 4 rechts liegt.

Fig. 5 ist eine Aufrißansicht des in Fig. 4 dargestellten Gebildes, zum Teil ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 2, und zeigt den unteren Teil der Maschine, die von der entgegengesetzten Seite wie in Fig. 1 zu sehen ist. -

Fig. 6 ist eine Einzelansicht, von der rechten Seite der Fig. 1 aus gesehen, eines Teiles der Vorrichtung, die dem Schneidwerkzeug die zusätzliche Schwingbewegung erteilt.

Fig. 7 ist ein Längsschnitt der Werkzeugschwenkvorrichtung nach der Linie y-y der Fig. i,

Fig. 8 ist ein Querschnitt der Werkzeugschwenkvorrichtung nach der Linie 8-8 der Fig. 3 und 7.

Fig. 9 ist eine Einzelansicht der das Schneidwerkzeug schwenkenden Kurvenscheibe.

Fig. 10 bis 13 sind Schnittansichten von Stücken des Werkzeugs und des Werkstücks und veranschaulichen die aufeinanderfolgenden Stellungen des Werkzeugs bei Einwirkung von entgegengesetzten Seiten seiner Zähne und der Zähne in dem Werkstück und beim Rückgang zwischen den Schneidhüben. Auf einem Grundgestell irgendeiner geeigneten Art ist eine Hauptwelle 1 angebracht, die nahe ihren Enden in Lagern 2 und 3 ruht und an ihrem Außenende eine feste Scheibe 4 und eine lose Scheibe 5 trägt. Die Welle 1

\vird von einem Hauptantrieb oder einer anderen Kraftquelle, die hier, wie üblich, als ein auf dem Oberende des Maschinengestells angebrachter Elektromotor 7 wiedergegeben ist, mittels eines Riemens 6 in Umlauf versetzt. Die Welle 1 trägt eine Kurbel 8, die mittels eines Gestänges 9 mit einem Arm eines Hebels 10 gekuppelt ist. Der Hebel 10 ist um einen festen Zapfen 11 drehbar gelagert und trägt ein Zahnradsegment 12, das mit einer Reihe von Zahnstangenzähnen 13 in Eingriff steht, welche die Werkzeugspindel 14 rings umschließen, um die Spindel 14 in der Richtung ihrer Achse hin und her zu bewegen.

Ein Schneidwerkzeug 15 ist an der Spindel 14 angebracht. Es hat die bekannte Form eines Zahnformhobels mit Zähnen, die den Radzähnen entsprechen, aber eine geneigte ao oder hinterdrehte Ausbildung von einem zum anderen Ende haben, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, um Spiel beim Schneiden zu schaffen. Mit 16 ist das Werkstück, ein rohes Zahnrad, bezeichnet, das auf einer Werkstückspindel 17 angebracht ist, die parallel zu der Werkzeugspindel verläuft. Diese Spindeln erhalten gleichzeitig, aber entgegengesetzt fortlaufend Drehbewegungen mit geeigneten Geschwindigkeiten, damit das Werkzeug und das Werkstück in derselben Weise wie ein Paar ineinandergreifende Stirnräder umlaufen mit Hilfe von Einrichtungen, die auf dem Gebiet der Zahnradherstellungsvorrichtungen ganz bekannt und verständlich sind. Die besondere Form dieser Einrichtung bei der hier dargestellten Maschine soll im folgenden beschrieben werden. Auf der Hauptwelle ι sitzt eine Schnecke 18, die mit einem Schneckenrad 19 in Eingriff steht. Mit diesein ist ein Stirnrad 20 verbunden, das in ein Rad 21 auf einer Quer welle 22 eingreift. Die Welle 22 trägt ein Schraubenrad 23, das mit einem ergänzenden Schraubenrad 24 auf einer aufrecht stehenden Welle 25 in Eingriff steht. ⁴S Das obere Ende der Welle 25 trägt ein Kegelrad 26, das mit einem ergänzenden Kegelrad 27 auf einer Welle 28 in Eingriff steht. Auf der Welle 28 ist eine Schnecke 29 gekeilt, die mit einem großen Schneckenrad 30 in Eingriff steht. Letzteres ist das Antriebsrad der Spindel 14 und wird gewöhnlich als das Schaltrad bezeichnet. Mit diesem Schaltrad hat die Spindel 14 eine Umlauf übertragende \~erbindung, die gleichzeitig eine Axialbewegung der Spindel gestattet.

Die Ouerwelle 22 treibt auch die Werkstückspindel 17 durch ein Getriebe von Wechselrädern 31, 32, 33 (Fig. 5), eine Welle 34, auf der das Rad 33 angebracht ist, ein Kegelrad 35 auf der Welle 34, ein mit letzterem in Eingriff stehendes Kegelrad 36, ' das an einer aufrecht stehenden Welle 37 sitzt, ein Kegelrad 38 auf einer Welle 37, ein mit letzterem in Eingriff stehendes ergänzendes Kegelrad 39 auf einer Welle 40, eine Schnecke 41 auf der Welle 40 und ein Schneckenrad 42, das an der Werkstückspindel 17 fest angebracht ist und mit der Schnecke 41 in Eingriff steht. Das Schneckenrad 42 ist das Antriebs- oder Schaltrad der Werkstückspindel 17.

Die Maschine kann ferner mit einer Tiefenvorschubvorrichtung ausgestattet sein, um das Schneidwerkzeug 15 nach und von der Achse der Werkstückspindel 17 zu bewegen, damit es Nuten von der verlangten Tiefe in das Werkstück schneidet und Zähne" von der verlangten Länge in ihm formt. Solche Tiefenvorschubvorrichtung ist hier nicht dargestellt, da sie keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und kann dieselbe sein, wie sie bei anderen Maschinen derselben Bauart benutzt werden. Eine Erklärung dieser Vorrichtung ist nicht notwendig, um die neuen Fortschritte darzulegen, in denen die vorliegende Erfindung besonders besteht.

Die soweit beschriebenen Einrichtungen sind im wesentlichen normale Merkmale der erwähnten Maschinenart. Die neuen Fortschritte der Erfindung bestehen in einer Einrichtung, die dem Werkzeug um seine Achse eine schwache Schwenkbewegung erteilt, im Zusatz zu der erzeugenden Umlaufbewegung, die ihm, wie oben beschrieben, erteilt wird, und ferner in einer neuen Einrichtung, die das Werkstück von dem Werkzeug während seiner Rückwärts- oder Leerlaufhübe etwas zurückzieht. Wie in dem einleitenden Teil der Beschreibung dargestellt ist, wird das Werkzeug drehbar um seine Achse verschoben, damit es nur eine Seite seiner Zähne (an den Enden) bei jedem Schneidhub und wechselweise an entgegengesetzten Seiten seiner Zähne in aufeinanderfolgenden Schneidhüben schneidet und damit das Werkstück bei den Leerlaufhüben freigemacht wird. Die Grundgedanken seiner Wirkung sind in Fig. 10 bis 13 dargestellt, wo ein Stück eines Werkzeugs in seiner Beziehung zu einem Stück eines Arbeitsstückes während vier aufeinanderfolgender Hübe dargestellt ist. Bei dieser Erläuterung ist das Werkstück bereits auf annäherndes Maß in einem vorhergehenden Arbeitsgang geschnitten und soll jetzt auf die endgültige Form und die endgültigen n₅ Abmessungen durch ein fertigstellendes Werkzeug vollendet werden. Die Grundsätze bleiben jedoch unverändert, wenn die Maschine zum anfänglichen Formen von Zähnen an einem kreisförmigen Rohling benutzt wird.

In Fig. 10 ist das Schneidwerkzeug 15 so eingestellt, daß die linken Schneidkanten a, a

seiner Zähne auf die rechten Flanken der Zähne in dem Werkstück wirken. Dies ist die gegenseitige Stellung der Teile beim ersten Hub eines jeden wiederkehrenden Spiels von vier Hüben. Nach Vollendung dieses ersten Hubes erhält das Schneidwerkzeug eine schwache Winkel- oder Drehbewegung nach rechts im wesentlichen in die Stellung gemäß Fig. ii, wo beide Schneidkanten eines jeden ίο Zahnes von dem Werkstück freigemacht sind, und wird in dieser gegenseitigen Stellung während des Rückganges gehalten. Dann erhält das Schneidwerkzeug einen weiteren Zuwachs an Winkelbewegung nach rechts, so daß seine rechten Schneidkanten b_s b in der richtigen Stellung sind, um, wie Fig. 12 zeigt, mit den linken Flanken der Zähne in dem Werkstück in Eingriff zu kommen, und wird in dieser Stellung gehalten, während es den dritten Hub (den zweiten Schneidhub) der Reihe ausführt. Dann wird es winklig rückwärts oder durch Linksdrehung in annähernd die Stellung gemäß Fig. 13 bewegt, damit beide Seitenkanten seiner Zähne von dem Werkstück frei werden, und während des vierten Hubes (des zweiten Leerhubes) der Reihe zurückbewegt. Hierauf wird es wieder nach links und zurück in die erste Stellung gemäß Fig. 10 gedreht. Selbstverständlich zeigen die letzterwähnten Figuren nur die gegenseitigen Stellungen infolge der zunehmenden Drehbewegungen des Schneidwerkzeugs, wie wenn diese Bewegungen stattfinden müßten, während die erzeugende Drehbewegung unterbrochen wäre. Aber in Wirklichkeit findet die gleichförmige erzeugende Bewegung in dem ganzen Zeitraum derart statt, daß die Stellungen des Werkzeugs und des Werkstücks tatsächlich wenig von den in diesen Figuren dargestellten Stellungen abweichen. Mit anderen Worten, um den neuen Fortschritt klar zu veranschaulichen, ist die fortlaufende erzeugende Drehbewegung bei der Darstellung der Fig. 10 bis 13 vernachlässigt worden.

Um der Werkzeugspindel 14 die zunehmenden Drehbewegungen zu erteilen, wird die Schnecke 29, die das Werkzeugschaltrad 30 treibt, längs bewegt. Es ist bereits erwähnt worden, daß die Schnecke 29 auf der Welle 28 mittels Keils angebracht ist. Diese Keilverbindung gestattet eine Längsbewegung der Schnecke, während sie mit der Welle 28 umläuft. Auf das eine Ende der Schnecke 29 drückt eine Feder 43 (Fig. 3 und 7), die duroii eine mit Flansch versehene, auf der Welle 28 gleitbare Buchse oder Hülse 44 wirkt und ihr Widerlager an einem Kopf 45 hat, der fest an dem Gehäuse 46 angebracht ist, in dem die Schnecke untergebracht ist. Das andere Ende der Schnecke 29 wird somit gegen eine Hülse oder Röhre 47 gedrückt, die in demselben Gehäuse längsbeweglich ist und am Umlaufen in diesem durch einen Gleitkeil 48 gehindert wird. Als praktische Maßnahme sind reibungslose Stützlager 49 und 50 zwischen den Enden der Schnecke und den angrenzenden Hülsen eingeschaltet. Aber diese Einrichtung ist vom Standpunkt der Grundgedanken der Erfindung nicht wesentlich, und von diesem Standpunkt aus drückt die Feder 43 in der Längsrichtung auf die Schnecke 29 und somit gegen die Widerlagerhülse 47.

Die Hülse 47 steht an ihrem Außenende mit einem Hebel 51 in Eingriff, der auf einem Zapfen 52 an Knaggen 53 angebracht ist. Der Arm 54 dieses Hebels ist gegabelt, um das vorstehende Ende der Welle 28 zu umfassen, und trägt Bolzenzapfen 55, die sich gegen die Widerlagerhülse 47 legen. Der andere Arm des Hebels 51 trägt eine reibungslose Rolle 56, die durch den Druck der Feder 43 gegen eine Kurvenscheibe 57 anliegt.

Die Kurvenscheibe 57 sitzt fest auf einer Welle 58, die ein Schrauben- oder Schneckenrad 59 in Eingriff mit einer Schnecke oder einem ergänzenden Schraubenrad 60 auf einer Welle 61 (Fig. 3 und 8) trägt. Die Welle 61 trägt ein Kegelrad 62, das in ein Kegelrad 63 auf einer Welle 64 greift. Auf der Welle 64 ist andererseits ein Kettenrad 65 befestigt, das durch eine Antriebskette 66 von der Hauptwelle 1 aus angetrieben wird. Somit erhält die Kurvenscheibe 57 eine fortlaufende gleichmäßige Drehung stets in der gleichen durch einen Pfeil in Fig. 7 und 9 angezeigten Richtung, so oft die Maschine in Gang gesetzt wird. Der hier dargestellte Kettenantrieb ist so ausgeführt, daß er ohne Gerausch läuft; aber diese Einzelheit bleibt der freien Wahl überlassen. Soweit die Grundgedanken der Erfindung in Betracht kommen, kann die Kurvenscheibe 57 durch eine andere Einrichtung getrieben werden, nur vorausgesetzt, daß sie zu den Hüben der Werkzeugspindel richtig eingestellt ist.

Es ist zu verstehen, daß die ansteigenden Hubflächen der Kurvenscheibe 57 die Schnecke in einer Richtung längs bewegen und daß no die zurückweichenden Flächen der Kurvenscheibe eine Längsbewegung der Schnecke in der entgegengesetzten Richtung unter dem Axialdruck der Feder 43 gestatten. Die Kurvenscheibe 57 ist in voller Einzelheit und in ihren annähernden Abmessungen in Fig. 9 dargestellt. Der höchste Teil ihrer Hubfläche ist der von Punkt c bis zu dem Punkt d. Diese Stelle ist ein Kreissegment und hält die Schnecke in der Stellung, welche die gegenseitige Beziehung von Werkzeug und Werkstück gemäß Fig. 10 bewirkt. Von d bis e ist

ein kleiner Abstieg, der ein Schwenken des Werkzeugs in die Stellung gemäß Fig. 11 gestattet. Von e bis f ist ein Stehenbleiben oder Verharren, das das Werkzeug der letzteren Stellung während so viel des Rückganges hält, wie zum Tragen des Werkzeugs über das Werkstück hinaus notwendig ist.

Von /' bis g ist ein großer Abfall, der genügt, um das Werkzeug in die entsprechende

ίο Stellung zu dem Werkstück gemäß Fig. 12 gehen zu lassen, wenn die Werkzeugzähne durch wiederholtes Schärfen auf die geringste für sein Arbeiten noch zulässige Breite vermindert worden sind. Nur ein Teil dieses Abfalls oder Abstiegs / bis g wird nutzbar gemacht, wenn die Werkzeugzähne größere Breite als das Mindestmaß haben, wie jetzt beschrieben werden soll. Von g bis h ist ein weiteres Stehenbleiben oder Verharren, das das Werkzeug in der entsprechenden Stellung zum Werkstück gemäß Fig. 12 verbleiben läßt, während es den Schneidhub mit den rechten Kanten seiner Zähne aufnimmt. Von h bis i ist ein Ansteigen, das das Werkzeug in die Stellung zu dem Werkstück gemäß Fig. 13 zurückdreht. Von i bis / ist ein Stehenbleiben oder Verharren, das das Werkzeug in der letzteren Stellung hält, während es den nächsten Rückgang ausführt. Von j bis c ist ein weiteres Ansteigen, das das Werkzeug in die erste Stellung zu dem Werkstück zurückdreht.

Eine einstellbare Anschlagschraube 67 ist in dem Hebel 51 angebracht und steht mit einem Widerlager 68 an dem Maschinengestell in Berührung. Die Anschlagschraube 67 ist mit einer Gradeinteilung oder einem Teilkopf 68 versehen, der mit einem Werkstift 70 zusammenwirkt. Diese Anschlagschraube 67 begrenzt die Annäherung der Rolle 56 an die tiefste Stelle der Kurvenscheibe 57 und gestattet so, daß ein Teil des verhältnismäßig starken Kurvenabfalls von /" bis g entsprechend der Dicke der Werkzeugzähne benutzt wird. Bewegungen, die diesen An- und Abstiegen der Kurven entsprechen, werden auf den Umfang des Schaltrades 30 übertragen und an dem Umfang des Werkzeuges im Verhältnis zu dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Werkzeug und Schaltrad vermindert.

Es ist leicht zu ersehen, daß zunehmende Bewegungen in beiden Richtungen dem Werkzeug erteilt werden können, dadurch, daß die Schnecke in der beschriebenen Weise verschoben wird, ohne ihre Drehbewegung zu beeinflussen. Wenn die Schnecke 29 sich dauernd mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit dreht, sucht sie das Werkzeug gleich-

£° falls mit gleichförmiger Geschwindigkeit in Umlauf zu setzen; aber ihre Längsbewegung in der einen oder der anderen Richtung verzögert oder beschleunigt den Umlauf des Werkzeugs für eine kurze Zeit. Es hat sich herausgestellt, daß eine steife Kurvenfeder bei 43 genügend kräftig ist, um das Werkzeug gegen den Axialdruck des Schnittes zu halten; deswegen wird bevorzugt, solche Feder an Stelle einer Kurvenscheibe oder eines anderen starren Teils, der für diesen Zweck benutzt werden könnte, zu verwenden. Aber irgendeine andere Einrichtung, die für diesen Zweck geeignet ist, kann im Rahmen dieser Erfindung vorgesehen sein.

Die zunehmende Bewegung des Werkzeugs macht während eines jeden Rückgangs die Seiten seiner Zähne frei von dem Werkstück und dient als eine äußerst einfache Einrichtung, um ein Reiben oder Scheuern dieser Teile auf dem Werkstück in solchen Zeiten zu vermeiden. Es ist erwünscht, auch die Enden der Werkzeugzähne von den Böden der Nuten oder Zahnlücken in dem Werkstück freizumachen, und zu diesem Zweck ist folgende Einrichtung vorgesehen, um das Werkstück von dem Schneidwerkzeug abzuziehen. Dieses Abziehen kann sehr gering sein; beispielsweise ist ein Fünf tausendstel eines englischen Zolls fd. i. rund Y₁₀ mm) hinreichend. Somit kann es durch bloßes Verschieben der Werkstückspindel 17 bewirkt werden, ohne daß die Genauigkeit des Eingriffs des Schaltrades 42 an dieser Spindel mit der Antriebsschnecke 41 gefährdet wird. Die Spindel 17 ist in einer Hülse oder Röhre J2 (Fig. 4) enthalten, die auf dem Maschinenuntergestell ruht und gegen einen Sitz 73 auf dem Untergestell seitlich aufliegt. Die Röhre 72 ist an einer Schildplatte 74 festgeschraubt, die durch eine Gelenkstange 75 mit too einem Hebel 76 verbunden ist. Der letztere ist seinerseits an das Maschinenuntergestell mittels eines Zapfens γγ angeschlossen, um den er schwingen kann. Ein Arm des Hebels 76 wird durch den Druck einer Feder 78 beeinflußt, die das Bestreben hat, die Schildplatte 74 zusammen mit. der Röhre 72 und der Werkstückspindel abzuziehen. Der andere Arm des Hebels 76 wird durch eine Stange 79, einen Winkelhebel 80, eine Schiene 81 und ein Gleitstück 82 von einer Kurvenscheibe 83 auf der Hauptwelle 1 beeinflußt. Die Kurvenscheibe 83 drückt auf das Gleitstück 82 mittels einer Rolle 84, die von dem Gleitstück getragen wird. Somit bewirkt die Kurvenscheibe 83, die zu der Kurbel 8 für die Hinundherbewegung der Werkzeugspindel eingestellt ist, daß die Werkstückspindelröhre 72 gegen den Sitz "/τ, während der Schneidgänge gepreßt wird und während der Rückgänge des Werkzeugs vom Druck freigegeben wird. Eingriff der Stange 81

mit dem Winkelhebel 80 wird durch einen einstellbaren Schraubenanschlag 85 erreicht, der von dem Hebel getragen wird. Die richtige Einstellung des Anschlages 85 gestattet, daß die Kurvenscheibe 83 ihre volle Umdrehung ohne Zwang ausführt, während sie gleichzeitig die die Spindel 17 tragende Röhre 72 fest gegen ihren Sitz preßt. Die Feder 78 bewirkt, daß die Röhre zurückgeht, wenn der untere Teil der Kurvenscheibe 83 die Rolle 84 passiert. Es ist zu bemerken, daß die Enden der Stangen 78 und 81 Kugelgelenkverbindung mit den angrenzenden Teilen haben, damit ein Wechsel in der Winkelstellung zwischen diesen Teilen infolge des Umlaufs der Hebel 76 und 80 um ihre in verschiedenen Ebenen liegenden Gelenkzapfen möglich ist.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß das Werkzeug axial hin und her bewegt wird und daß das Werkzeug wie das Werkstück in einer schwachen erzeugenden Drehbewegung im wesentlichen in der bei Zahnradherstellungsmaschinen eigentümlichen Art gehalten werden. Ferner ist zu ersehen, daß zusätzlich zu dieser erzeugenden Bewegung das Werkzeug einen schwachen Zuwachs an Winkelbewegung abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen erhält, und zwar in zwei Stufen in jeder dieser Richtungen, wie vorher beschrieben ist. Die Bezeichnung Zuwachs oder zunehmend wird in dieser Beschreibung in einem gattungsmäßigen Sinn benutzt, um nicht nur die zusätzlichen Winkelbewegungen, die in derselben Richtung wie die erzeugenden Bewegungen stattfinden, sondern auch diejenigen Bewegungen anzuzeigen, die in entgegengesetzten Richtungen stattfinden. Die ersteren sind ein positiver Zuwachs und die letzteren ein negativer Zuwachs zu der erzeugenden Drehbewegung. Ob dieser negative Zuwachs gleich, größer oder kleiner als die erzeugende Drehung in dem gleichen Zeitabschnitt ist, ist unwesentlich, denn der einzige wesentliche Faktor ist der, daß jede Stufe der zunehmenden Bewegung oder mindestens die zweite I Stufe der zunehmenden Bewegung in jeder Richtung stattfindet, während das Werkzeug außer Eingriff mit dem Werkstück ist, und daß - diese Stufen hinreichen sollen, um die gegenüberliegende Seite der Werkzeugzähne in Wirkung bei abwechselnden Schneidhüben zu bringen und frei von dem Werkstück bei allen Leerhüben zu verschieben. Die gleiche zunehmende Bewegung kann bei Maschinen angewendet werden, die Schraubenräder herstellen, bei denen das Werkzeug im Lauf seiner Schneid- und Rückhübe entsprechend der Schraubengangneigung der zu schneidenden Räder und zusätzlich zu seiner fortlaufenden erzeugenden Drehung hin und her geschwenkt wird.

Es ist ferner ersichtlich, daß die Einstellungsweite, die durch den verhältnismäßig starken Abfall f bis g der diese zunehmende Bewegung steuernden Kurvenscheibe 57 gewährt wird, in Zusammenwirkung mit der Einstellschraube 67 ermöglicht, daß das Werkzeug von dem Zustand, wo seine Zähne die volle Breite der in das Werkstück einzuschneidenden Einschnitte oder Lücken haben, bis zum Ende seiner Lebensdauer verwendet werden kann, denn die Einstellschraube kann so eingestellt werden, daß sie jedwede Bewegung des Hebels 51 aus der Stellung, in der er durch den hohen Teil der Kurvenscheibe 57 gebracht ist, verhindert, und der untere Teil der Kurvenscheibe kann niedrig genug gemacht werden, um einen Betrag von zunehmender Bewegung in praktischen Grenzen zu bewirken.

Selbstverständlich können auch ohne Änderung des Grundgedankens die neuen Mittel, welche die zunehmende Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück bewirken, auf die Werkstückspindel anstatt auf die Werkzeugspindel angewendet werden, d. h. die Werkstückspindel 17 kann dieselbe Art von zunehmender Winkelbewegung durch go Längsbewegungen der Schnecke 14 erhalten, die durch ein Triebwerk bewirkt werden, das im wesentlichen dem hier dargestellten gleich ist und das, wie beschrieben, der Schnecke 29 oder gleichwertigen Einrichtung zugefügt ist.

Mittels der Erfindung kann die Maschine mit der größten Leichtigkeit auf richtiges Arbeiten mit Schneidwerkzeugen eingestellt werden, deren Zähne durch Schärfen schmaler geworden sind, ohne daß der Mittenabstand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück sich ändert. Ferner können mittels der Erfindung in dem Werkstück Formen erzeugt werden, die mit dem Werkzeug irgendeiner Art gepaart sind, einschließlich solcher, die bei einem gegebenen Mittelabstand von dem Werkstück betätigt werden müssen, um paarige Formen nach dem Schärfen zu erzeugen. Dieses Ergebnis wird ferner mit gleichmäßiger Verteilung der Schneidhübe auf den entgegengesetzten Seiten der Werkzeugzähne und der Zähne in dem Werkstück sowie mit Vergleichmäßigung der Abnutzung an beiden Seitenkanten der Werkzeugzähne durchgeführt. Das Schneiden der Werkstückzähne auf eine vorher bestimmte Breite vollzieht sich bei einer einzigen Umdrehung des Werkstücks.

Wenn auch die Werkzeugzähne gleichfalls an ihren Enden oder Außenspitzen hinterdreht sind, um auch bei diesen Teilen Spiel beim Schneiden zu erzielen, so spricht doch

dieses Hinterdrehen nicht gegen den vorliegenden Zweck, das Werkzeug während seiner Anwendungsdauer ohne Änderung seines Mittenabstandes zwischen ihm und dem Werkstück zu gebrauchen. Das ist so, weil der Spielraumwinkel an den Außenenden der Werkzeugzähne klein ist und diese Zähne mit übermäßiger Länge ausgeführt werden, um Spielräume in die Räder einzuschneiden, damit eine Störung mit den Spitzen der Zähne des ineinandergreifenden Getriebes vermieden wird. Solche übermäßige Länge ist so beträchtlich, daß, wenn die Zähne beim Schärfen bis zur Grenze ihrer Lebensdauer gekürzt worden sind, sie immer noch lang genug sind.

W^rie in dem einleitenden Teil der Beschreibung angegeben ist, sind die Grundsätze zunehmender Drehbewegung des Schneidwerk^ao zeugs oder umgekehrt des Werkstücks, die in der vorhergehenden Beschreibung mit Bezug auf eine besondere Ausführungsform dargelegt sind, verwendbar bei gleichartigen Werkzeugen in anderen Umgebungen, entweder um abwechselnd beide Seiten der Werkzeugzähne zu schleifen oder um die Seiten der Werkzeugzähne aus der Berührung mit dem Werkstück während der Leerlaufrückgänge einzeln oder in Verbindung herauszu-'heben.

Beispielsweise können gezahnte Kupplungsteile mittels eines gezahnten Schneidwerkzeuges geschnitten werden, dessen Zähne die Ergänzung zu den zu schneidenden Zähnen des Kupplungsteils bilden und den verlangten Bewegungszuwachs in den Lücken dieses Teils erhalten. Um Schnecken und Schraubenspindeln zu schneiden, können das Werkstück und ein Werkzeug der allgemeinen vorbeschriebenen Bauart nach der iVrt eines Schneckengetriebes gleichzeitig in LTmlauf versetzt werden, während dem Schneidwerkzeug wechselnde Schwingungen erteilt werden (oder das Werkstück hin und her bewegt *5 wird), um die Seitenabrichtung hervorzurufen. Gemäß einer wahlweisen Ausführung kann eine Schnecke dadurch geschnitten werden, daß das Schneidwerkzeug hin und her gehende Bewegung in einer Schraubengangbahn zusammen mit den zunehmenden Schwingungen zum Seitenabrichten erhält, während das Werkstück einen stufenweise fortschreitenden erzeugenden Vorschub erhält.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Maschine zur Herstellung von Maschinenelementen, wie Zahnrädern, Kettenrädern, Kupplungsteilen, Schnecken, Schraubenspindeln, Zahnformschneidwerkzeugen u. dgl., bei der das Schneiden der Zahnform durch Hobeln als Folge von Relativbewegungen zwischen dem zahnradförmigen Werkzeug und dem Werkstück der Länge der zu schneidenden Lücken und der Werkzeugzähne nach ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß entgegengesetzt gerichtete Relativbewegungen zwischen dem Werkzeug, dessen Zähne schmaler als die in das Werkstück einzuschneidenden Lücken gehalten sind, und dem Werkstück in Querrichtung zu den Flanken der zu schneidenden Zähne oder Vorsprünge in der Weise erzeugt werden, daß jeder Zahn des Werkzeugs in seiner Stellung zur Ausführung des Schneidvorganges zeitweise nur durch eine einzige seiner Seitenkanten und zu anderen Zeiten nur durch die entgegengesetzte Seitenkante wiederholt in derselben Lücke des Werkstücks wirkt.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Bewegungen durch Hinundherbewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks um seine Achse in abwechselnd entgegengesetzten Richtungen bewirkt werden.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, bei der gleichzeitige Drehung des Werkzeugs und Werkstücks um ihre entsprechenden Achsen erfolgt, um den zu schneidenden Zahn oder die Gewindeform zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen zunehmende Winkelbewegungen von begrenzter Größe sind, die noch zu der fortschreitenden Drehung des Werkzeugs oder des Werkstücks in der gleichen Richtung zu bestimmten Zeiten und in entgegengesetzter Richtung zu anderen Zeiten hinzugesetzt werden.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Folge seitlicher Bewegungen, die eine Zunahme dieser Bewegung in einer Richtung nach einem Schneidhub sowie eine weitere Zunahme in derselben Richtung nach dem folgenden Rückhub sowie eine Zunahme in der entgegengesetzten Richtung nach dem nächsten Arbeitshub und eine weitere Zunahme in der letzterwähnten Richtung nach dem folgenden Rückhub enthalten, derart, daß während jedes Rückhubes die Werkzeugzähne an beiden Seiten von dem Werkstück frei sind.
5. 5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Größe der seitlichen oder zunehmenden Bewegung entsprechend den sich ändernden Unterschieden zwischen der Breite der zu schneidenden Lücken und der Stärke der Werkzeugzähne einstellt.
6. 6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Werkzeug und das Werkstück durch drehbare Spindeln getragen werden, von denen eine durch ein Schneckengetriebe in Umlauf versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke dieses Getriebes axial verstellt wird, um die erwähnte zunehmende Winkelbewegung der von ihr ίο gesteuerten Spindel zu erteilen.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, zweckmäßig ein Kurvenscheibengetriebe, das der Schnecke außer ihrer auf andere Weise erhaltenen Drehbewegung eine Längsbewegung erteilt.
8. 8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe mit zwei Anstiegen, zwei Abstiegen und zwischenliegenden Stillständen in ihrem Umfang ausgeführt ist und zugleich in dem Lauf eines jeden Vierhubspieles der Maschine in Drehung versetzt wird, wodurch sie eine Längsbewegung der Schnecke in zwei Stufen in jeder Richtung bewirkt, die auf die Schneid- und Rückhübe richtig eingestellt sind.
9. 9. Maschine nach Anspruch 8, dadurdi gekennzeichnet, daß der tiefste Abstieg der Kurvenscheibe genügt, um die volle zunehmende Seitenbewegung für Werkzeuge mit den für den Gebrauch in der Maschine noch zulässigen schmälsten Zähnen zu bewirken, und daß ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, welche diese Bewegung auf weniger als die volle Tiefe des Abstieges bei Werkzeugen beschränkt, deren Zähne breiter als das Mindestmaß sind.
10. 10. Maschine nach Anspruch 1, bei der Relativbewegungen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück axial zu ersterem in einer Richtung zum Schneiden, in der entgegengesetzten Richtung zur Rückkehr in die Schneidrichtung erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugzähne schmaler als die zu schneidenden Lücken gehalten sind und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Werkzeug oder das Werkstück zeitweise zwischen den Schneidhüben in solchen Rieh- g₀ tungen und solchen Ausmaßen schwenkt, daß während jedes Schneidhubes die Schneidzähne, die in Schneidstellung sind, mit dem Werkstück an einer Seite und nicht an der entgegengesetzten Seite in Eingriff kommen, während in den Rückhüben die Werkzeugzähne an beiden Seiten von dem Werkstück frei sind.
11. 11. Maschine nach Anspruch 1 und 10, bei der das Werkzeug und das Werkstück durch getrennte Halter gestützt werden, gekennzeichnet durch einen Hebel, der um eine Achse schwenkbar ist, die parallel zur Richtung der Schneidbewegung liegt, und mit dem einer der Halter verbunden ist, ferner durch eine Einrichtung, die den Hebel um einen begrenzten Winkel nach jedem Schneidhub dreht, damit die .Schneidzähne aus der Reibungsberührung mit dem Werkstück bei ihren Rückhüben gebracht werden, und den Halter in die frühere Stellung vor dem nächsten Schneidhub zurückbringt.
12. 12. Maschine nach Anspruch 1, 10 und 11, gekennzeichnet durch eine den Hebel drehende Vorrichtung, die eine kraftgetriebene Kurvenscheibe und eine den Axialdruck übertragene Einrichtung zwischen der Kurvenscheibe und dem Hebel enthält.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen