DE603331C - Zahnradschneidmaschine mit Einrichtung zum Abfasen der Zaehne - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradschneidmaschine mit Einrichtung zum Abfasen der Zähne nach Patent 602 789.

Insbesondere bei Rädern mit radial stark ^ 5 geneigten Zähnen — sowohl geraden als auch längs gekrümmten Zähnen — haben die Zähne an beiden Enden spitzwinklige Ecken, und zwar an der Stelle, an der die konkave Zahnflanke mit der Zahnstirnfläche "zusammenstößt, und an der Stelle, an. der die konvexe Zahnflanke mit der anderen Zahnstirnfläche zusammenstößt. '

Die Maschine gemäß dem Hauptpatent wird nun insbesondere für Räder der genannten Art dahingehend verbessert, daß zwei Abfaswerkzeuge vorgesehen werden, von. denen das eine die inneren und das andere die äußeren spitzwinkligen Zahnecken bearbeitet, so daß also auch in den Fällen, in denen solche Räder bearbeitet werden, nach Beendigung des Schneidvorganges auch die Abfasung beendet ist. Selbstverständlich wird aber durch die Verwendung von zwei Abfaswerkzeugen zur Bearbeitung beider. Zahnenden auch eine solche Maschine verbessert, die nur zum Abfasen dient.

Eine beispielsweise ■ Ausführungsform der eben genannten Art ist auf den Zeichnungen dargestellt.

Abb. ι ist eine Draufsicht auf eine normale Spiralkegelvorschneidmaschine, die mit einer doppelseitigen. Abf as einrichtung gemäß der Erfindung versehen ist.

Abb. 2 zeigt die wesentlichen Teile, das Werkstück und die Abfaseinrichtung von hinten gesehen.

Abb. 3 zeigt in etwas vergrößertem Maßstabe die wesentlichen Teile, Werkstück und Abfaseinrichtung von vorn gesehen.

Abb. 4 und 5 zeigen Einzelteile der Einrichtung.

Abb. 6 zeigt schaubildlich einen der Abfas,-stähle. .-.''-

Abb. 7 ist ein Schnitt in Richtung der Geraden y-y der Abb. 2. .

In einem Support 10 (Abb. 1) einer normalen Schneidmaschine . mit Messerkopf ist in üblicher Weise das Schneidwerkzeug 11,' ein Messerkopf bekannter Art mit Schneidklingen 12, gelagert. Der Werkstückkopf 15' wird von dem Rahmen 14 der Maschine getragen. Das zu schneidende und abzufasende Werk-

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stück G ist an der in üblicher Weise im Werkstückkopf 15 gelagerten Werkstückspindel 16 befestigt.

" Die Abfaseinrichtung ist an einem Support 20 befestigt. An diesem ist unmittelbar ein Tragglied 21 mit Bolzen 22 (Abb. 3 und 7) befestigt. Die Bolzen sind in das Tragglied

21 eingeschraubt und gehen durch im Support 20 befindliche Schlitze 23, so daß das Tragglied 2i an dem Support 20 eingestellt werden kann. Die Feststellung des Traggliedes /erfolgt durch Muttern 24 der Bolzen 22. Zur Feineinstellung des Traggliedes 21 am Support 20 sind Einstellschrauben 25 vorgesehen, die in dem Support 20 verschraubbar sind und mit dem inneren Ende einen der Bolzen

22 berühren.

An der Vorderseite des Traggliedes 21 ist ein Ansatz 27 vorgesehen (Abb. 7), der in ao eine im Support 20 befindliche und mit Schlitzen 23 in Verbindung stehende Aussparung 28 hineinpaßt. Der Ansatz 27 dient als Führung für das Tragglied bei dessen Einstellung an dem Support 20.

Das Tragglied 21 ist mit einer zylindrischen Nabe 30 versehen, an welcher ein Arm 35 schwenkbar geführt ist. Die Rückseite 33 des Traggliedes und der Sitz 34 sind-zueinander parallel, aber gegen die Vorderseite 32 geneigt.

Der an der Nabe 30 gelagerte Arm 35 ist

um eine zu den Flächen 33 und 34 senkrechte Achse 31 schwenkbar und trägt einen Stahl T zum Abfasen der inneren Zahnenden des Rad-Werkstückes G.

An dem Tragglied 21 ist mittels Schrauben 42 ein zweites Tragglied 40 befestigt. Dieses ist ebenfalls mit einer zylindrischen Nabe 43 versehen, deren Achse 44, wenn das Tragglied in Stellung ist, gegen die Achse 31 des Gliedes 21 geneigt ist. Die Vorderseite 45 des Gliedes 40 ist gegen die Achse 44 um einen solchen Winkel geneigt, daß die beiden Flächen 45 und 33 der beiden Tragglieder aneinander anliegen. Der Sitz 47 des Gliedes 40 ist senkrecht zur Achse 44 seiner Nabe. Der Arm 50, der den Stahl T' zum Abfasen der äußeren Zahnenden des Radwerkstückes G trägt, ist an der Nabe 43 des Gliedes 40 schwenkbar gelagert. Der Arm 3S wird gegen Axialbewegung auf dem Glied 21 durch das Glied 40 gehalten, wenn dieses in seiner Lage festgestellt ist, -während der Arm 50 gegen Axialbewegung auf seinem Glied 40 durch einen Deckel 52 gehalten wird, der an dem Glied mittels einer Schraube 53 befestigt ist.

Die beiden Abfasstähle sind gleich. Jeder hat einen zylindrischen Schenkel 55 (Abb. 6). Der Schneidteil 54 ist im Querschnitt im allgemeinen trapezförmig, während die Stirnfläche S 5 jedes Stahles mit <einer geeigneten Kratze oder Schneide zur Bildung der Schneidkante 56 versehen ist.

Der Abfasstahl T für die Innenseite ist in einer Bohrung im Arm 3 5 durch eine Schraube 60 befestigt. In dem Arm 3 5 ist eine Büchse 62 mit einem Ring oder Flansch 63 eingeschraubt. In der Büchse ist ein Zapfen 64 eingeschraubt, der das innere Ende des Stahles T berührt. Durch Einstellung des Stiftes 64 in der Büchse 62 kann der Stahl T in Längsrichtung in dem Arm 35 eingestellt werden. Zur Feststellung des Zapfens 64 dient eine Mutter 66.

Der Abfasstahl T' für die Außenseite ist zur Befestigung in einem Stahlhalter 70 (Abb. 4 und 5) mittels einer Schraube 71 eingerichtet. Der Schenkel des Bolzens ist mit einer halbkreisförmigen Aussparung 143 versehen, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Schenkels 55 des ύ Stahles T'. Beim Anziehen einer Mutter 73 " wird die eine Seite der Aussparung 143 gegen den Stahlschenkel gepreßt und so der Stahl festgestellt. Der Stahlhalter 70 ist einstellbar auf einem keilförmigen Glied 74 montiert. Dieses ist seinerseits wieder einstellbar auf den Arm 50, indem es mit einer Führung 7 5 versehen ist, die in 'einer im Arm 50 befindliehen Nut 76 gleitet.

Der Stahlhalter 70 wird an dem keilförmigen Glied 74 in der gewünschten Lage festgestellt. Ebenso wird das Glied 74 in der gewünschten Lage an dem Arm 50 festgestellt. Beide Feststellungen erfolgen mittels 'eines Bolzens 77, der sich in den Halter 70 einschraubt Und durch langgestreckte Schlitze 78 und 79 im Glied 74 und im Arm 50 erstreckt. Eine Mutter 80 und eine Unterleg- 100 , scheibe 81 dienen zur Feststellung des Bolzens m in der gewünschten Lage. Die einander zu- ■

gekehrten Flächen des Halters 70 und des Gliedes 74 sind sägezahnartig ausgebildet (Abb. 4), um den Halter 70 in jeder Lage sicherer an dem Glied 74 zu halten. Zur Feineinstellung ist eine Schraube 82 vorgesehen, die in einer Aussparung im Arm 50 befestigt ist und in den Halter 70 eingeschraubt wird. Muttern 83 auf dem Bolzen 82 dienen zur Einstellung des Bolzens raid zu seiner Feststellung. Wenn der Bolzen 77 gelöst ist, kann der Halter 70 an dem Glied 74 durch Drehung der Muttern 83 schnell eingestellt werden. .

Die Arme 35 und 50 werden um die Achse bzw. 44 geschwenkt, um den beiden Stählen Γ und T' die Abfasbewegung zu .erteilen. Zu diesem Zweck sind die Arme mit 'einem Antriebsglied 8 5 (Abb. 3) verbunden. Dieses hat eine Welle 86, die aus einem Stück mit dem Antriebsglied ausgebildet ist und in La-

gern 87 (Abb. 1) an dem Support 20 gelagert ist.

Der Arm 50 für die Außenseite ist mit dem Antriebsglied durch Stifte 90 und 91 und eine Stange 92 verbunden. Der Stift 90 ist als federbeeinflußter Plunger ausgebildet, der in eine Bohrung 93 (Abb. 5) in der Stange 92 eingreift, aber in eine Bohrung 94 des Armes 50 zurückgezogen werden kann, um die Verbindung zwischen der Stange 92 und dem Arm zu unterbrechen. Eine Feder 95, die zwischen den Kopf des Zapfens 90 und eine Mutter 96 geschaltet ist, hält den Zapfen in Eingriff mit der Stange 92. Die Mutter 96 ist in den Arm 50 eingeschraubt und schließt das äußere Ende der Bohrung 94 ab. Das äußere Ende des Zapfens 90 trägt einen am Umfang gerieften Knopf 97, um den Stift 90 aus dem Loch 93 von Hand leicht herausziehen zu können. Eine Platte 98 (Abb. 3) hält die Stange

»in der Stellung, in welcher sie sich mit dem Stift 90 in Eingriff befindet. Diese Platte ist an dem Arm 50 durch Schrauben 99 befestigt.

Der Arm 3 5 für die Innenseite ist mit dem Antriebsglied 85 durch eine Stange 100 und Zapfen 101 und 102 verbunden. Die Zapfen sind am Arm 35 bzw. am Antriebsglied 85 befestigt. Beide sind mit kugelförmig ausgebildeten Knöpfen versehen, die in 'entsprechend ausgebildete Bohrungen in der Stange 100 (Abb. 1) eingreifen, so daß die Stange 100 sich frei bewegen kann, ohne bei ihrem Zug am Arm 35 zu ecken oder zu klemmen.

Wenn die Abfaseinrichtung in Verbindung mit einer Zahnradschneidmaschine verwendet wird, ist es erwünscht, die Abfaseinrichtung derart in bezug auf den Schneidvorgang zu steuern, daß nach dem Schneiden einer Zahnlücke die Enden des Zahnes abgefast werden. Auf diese Weise können Schneid- und Abfasvorgänge zu gleicher Zeit ausgeführt und im wesentlichen gleichzeitig beendet werden. Es ist deshalb bei Verwendung einer Abfaseinrichtung an einer Zahnradschneidmaschine diejenige Arbeitsweise vorzuziehen, bei welcher eine Zahnlücke in das Werkstück geschnitten, das Schneidwerkzeug zurückgezogen, die Enden der Zahnlücken abgefast, dann das Werkstück geschaltet und wieder mit dem neuen Arbeitsgang begonnen wird.

Der Antrieb der Abfaseinrichtung in einer bestimmten Beziehung zu dem Schneidvorgang kann, wie für den Fachmann einleuchtend ist, auf verschiedene Weise erfolgen, so z. B. kann der Arm 105 (Abb. 3), der auf die Welle 86 aufgekeilt ist, geschwenkt werden, um die Abfasbewegung zu erzeugen, und zwar entweder durch eine Kurbel oder eine Kurvenscheibe, die in einer bestimmten zeitlichem Beziehung mit der Kurvenscheibe angetrieben

wird, die zur Steuerung des Vorschubes der Schneidmaschine dient. Der Arm 105 kann aber auch durch die Bewegung 'eines durch ein Druckmittel angetriebenen Kolbens geschwenkt werden, wobei die Bewegungsumkehr des Kolbens von der Bewegung des Schneidwerkzeuges gesteuert wird., Zum Zwecke der beispielsweisen Erläuterung ist auf den Zeichnungen eine elektrisch betätigte Einrichtung zum Schwenken der Abfasstähle dargestellt. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Solenoid 11 ο.

Der Kern in dieses Solenoids ist mittels eines Zapfens 112 mit einem Lenker 113 verbunden, der seinerseits mittels eines Zapfens 114 an den Arm 105 angelenkt ist. Eine Schraubenfeder 115 hält die Arme 35 und 50 und damit die von diesen Armen getragenen Abfasstähle außer Wirklage. Sobald jedoch das Solenoid erregt wird, wird der Arm 105 verschwenkt. Dadurch werden die Stähle T und T' gegeneinander zum Abfasen der Zahnenden bewegt. Zu der jedesmaligen Erregung des Solenoids 110, wenn der Messerkopf 11 von dem Eingriff mit dem Radwerkstück zurückgezogen wird, kann jede geeignete !elektrische Schaltung verwendet werden.

Der Support 20 für die Abfaseinrichtung kann in geeigneter Weise an dem Maschinenrahmen 14 befestigt werden. Zur Erzielung einer größeren Steifigkeit kann für das äußere Ende des Supports 20 eine Strebe 120 vorgesehen werden. Diese ist gelenkig mittels eines Zapfens 121 mit dem Support 20 verbunden und kann an dem Maschinenrahmen 14 durch einen T-förmigen Bolzen 122 nach Einstellung festgestellt werden. Der Kopf dieses Bolzens greift in eine bogenförmige, im Querschnitt entsprechend ausgebildete Nut 124, wie sie bei Kegelradschneidmaschinen üblich ist zur Aufnahme von T-förmigen Bolzen, durch welche das Werkstück in jeder Lage seiner Winkeleinstellung auf dem Maschinenrahmen festgestellt wird.

Die Arbeitsweise der Abfasstähle zeigen die Abb. 2 und 3. Ein Schraubenkegel- oder Hyperboloidrad G hat bogenförmige Zähne 125. Die konvexen Seiten 126 der Zähne bilden einen spitzen Winkel mit den inneren Stirnflächen 127 der Zähne, während die konkaven Seiten 128 der Zähne einen spitzen Winkel mit den äußeren Stirnflächen bilden. Es ist notwendig, die Zähne dort, wo die konvexen Seiten und die inneren Enden zusammenstoßen, und auch dort, wo' die konkaven Seiten und die äußeren Seiten zusammenstoßen, abzufasen und die spitzwinkligen Ecken zu entfernen. Wenn der Arm 105 infolge Erregung des Solenoids 110 verschwenkt wird, erfährt das Antriebsglied 85 eine Schwenkbewegung, ebenso erfahren die Arme

35 und 50 eine Schwenkbewegung und werden durch Verbindung mit dem Antriebsglied 85 aufeinander zu bewegt. Die Abfasstähle schwingen deshalb um die Achse 31 bzw. 44 und führen dabei einen Schnitt aus an gegenüberliegenden Enden der Zahnlücken, wobei sie die unerwünschten Ecken beseitigen. In dem in Abb. 3 gezeigten Stadium sind mehrere Zahnlücken geschnitten. Die Ecken 130 an der Innenseite und die Ecken 131 an der Außenseite der Zahnlücken sind auch bereits abgefast. Die Abfasstähle T und T' bearbeiten gerade die gegenüberliegenden Enden der Zahnlücke 132, die soeben von dem Messerkopf 11 aus dem Werkstück herausgeschnitten worden ist.

Die Achse 31, um welche der Stahl für die Innenseite schwingt, ist gegen die Achse 44, um welche der Arm 50 für die Außenseite schwingt, geneigt zu dem Zwecke, ein möglichst großes Spiel zwischen dem Arm 3 5 und den Schneidklingen 12 des Messerkopfes 11 zu erzielen. Bei einer Maschine, bei der mehr Spiel zur Verfügung steht, oder bei «einer Maschine, die nur dem Abfasen dient, können die Teile so angeordnet werden, daß die Stähle für die Außen- und die Innenseiten um dieselbe Achse schwingen. Es ist zu beachten, daß der Kniehebelantrieb für die Arme 35 und 50 den Abfasstählen einen kräftigen Schneidhub erteilen und daß im allgemeinen nur ein einmaliger Weg der Abfasstähle zum Abarbeiten der Ecken auf das gewünschte Maß erforderlich ist. Es ist erwünscht, daß die Abfasstähle von der Fußfläche zur Kopffläche der Zähne schneiden, um die Ecken der Zähne vollständig zu entfernen. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, die Teile so einzustellen, daß die Achsen 31 und 44, um welche die Stähle schwingen, ungefähr senkrecht zu der Fußfläche des abzufasenden Radwerkstückes sind. Der Stahl für die Außenseite kann so eingestellt werden, daß er genau um eine zur Fußfläche der Zähne senkrechte Achse schwingt. Aber wegen der Notwendigkeit des Spieles für den Messerkopf 11 und die dadurch bedingte Neigung der Achse 31 kann der Stahl T für die Innenseite nur so angeordnet werden, daß er um eine ungefähr zur Fußfläche senkrechte Achse 31 schwingt.

Beim Einstellen der Stähle wird zunächst der Support 20 eingestellt, um den Stahl T für die Innenseite in die richtige Schneidstellung zu bringen. Alsdann wird der Stahl T- für die Außenseite in bezug auf den Stahl für die Innenseite eingestellt, um ebenfalls in die richtige Schneidstellung zu kommen.

Der Stahl T für die Innenseite ist so eingestellt, daß er um eine zu der Fußfläche des Werkstückes ungefähr senkrechte Achse schwingt und die Zähne von der Fußfläche zur Kopffläche abfast, indem der Support 20 im Winkel auf den Maschinenrahmen 14 in Übereinstimmung mit der Winkeleinstellung des Werkstückkopfes 15 auf dem Rahmen 14 eingestellt wird. Für diese Einstellung kön-" nen der Bolzen 122, welcher die Strebe 120 an dem Maschinenrahmen festhält, und die Bolzen 138, von denen nur einer dargestellt ist, welche den Support 20 am Rahmen befestigen, gelöst werden, und der Support und die Streben können dann in die gewünschte Winkellage gebracht werden, worauf die Bolzen wieder angezogen werden. ■

Nachdem der Stahl für die Innenseite durch Bewegung des Supports 20 eingestellt worden ist, wird der Stahl T' für die Außenseite in bezug auf den Stahl für die Innenseite durch . Einstellung des Halters 70 an dem keilförmigen Glied 74 eingestellt. Hierdurch wird der Stähl T' in einen größeren oder kleineren. Abstand von dem Arm 50 gebracht. Bewirkt wird dies durch Lösen des Bolzens 77 und Drehen der Muttern 83.

Die Arme 3 5 und 50 müssen ebenfalls eingestellt werden, damit sie an den richtigen Umfangsstellen des Werkstückes G arbeiten; Dies erfolgt in der Weise, daß die Muttern 24 der Bolzen 22 gelöst werden und die Einstellschrauben 25 gedreht sowie der ganze Support 20 seitlich auf dem Rahmen 14 verschoben werden. Die Bolzen 138 gleiten in Schlitzen 139 bei der seitlichen Einstellung.

Wenn der Stahl für die Innenseite richtig eingestellt ist, wird der Stahl T' für die Außenseite in den richtigen Abstand von dem Stahl T an der Innenseite des Radwerkstückes gebracht, damit er eine gegenüberliegende Seite der Zahnflanken bearbeitet. Zu dieser Einstellung wird zunächst der Bolzen TJ ge- Λ löst und dann das keilförmige Glied 74 in " der Nut 76 des Armes 50 verschoben.

Die Einstellung der Schwingachsen der beiden Stähle um die Radmitte hängt natürlieh ab von dem Schraubenwinkel der Zähne. Im allgemeinen werden die Abfasstähle so eingestellt, daß sie schief zu den Seiten und. den.angrenzenden Zahnendflächen schneiden,, um dadurch die unerwünschten Zahnecken zu entfernen.

Die Abfasstähle können im Winkel in Übereinstimmung mit dem Flankenwinkel der abzufasenden Zähne eingestellt werden, indem die Stähle in den sie aufnehmenden Bohrungen der Arme 35 und 50 um einen entsprechenden Winkel gedreht werden.

Um die Stähle mit der Hand bewegen zu können — beim Einstellen der Maschine —,. ist eine Handhabe 140 vorgesehen. Diese. kann in einen Ansatz 142 des.Armes 105 eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. ZahnradschneidmascMne mit Einrichtung zum Abfasen der Zähne nach Patent 6o2 789, insbesondere für Räder mit radial stark geneigten Zähnen, gekennzeichnet durch ein Abfaswerkzeugpaar, das sowohl auf die inneren als auch, auf die äußeren spitzwinkligen Zahnkanten einwirkt.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfaswerkzeuge schräg zu den Zahnflanken einer Zahnlücke und den zugehörigen Stirnflächen der Zähne bewegbar sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfaswerkzeuge an schwingbaren Armen angeordnet sind, die um zu der Fußkegielfläche ungefähr rechtwinklige Achsen gleichzeitig zur Ausführung des Abfashubes bewegbar sind.
4. 4. Maschine nach Anspruch. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachsen der Arme um die Radachse herum einstellbar sind und daß jedes Abfaswerkzeug· in seinem Arm zwecks Einstellung drehbar und eines der Werkzeuge radial zur Schwingachse seines Armes und quer dazu einstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.