DE636491C - Maschine zum Erzeugen von Schneckenfraesern, insbesondere Globoidschneckenfraesern, im Abwaelzverfahren - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Maschine zum Erzeugen (Schneiden und Schleifen) von Schneckenfräsern, insbesondere Globoidschneckenfräsern, im Abwälzverfahren.
Die Erfindung besteht darin, daß das Werkzeug oder das Werkstück außer der an sich bekannten, die Abwälzung erzeugenden Drehbewegung noch eine zusätzliche periodische, ein Vor- oder Nacheilen, des Werkzeuges oder Werkstückes gegenüber der Abwälzbewegung hervorrufende Teildrehbewegung ausführt.

Die Überlagerung dieser Teildrehbewegung führt dazu, daß die Schneckenradzähne an ihren Flanken, von der Schneidbrust ausgehend, nach rückwärts hinterschnitten bzw. hinterschliffen werden. Die Periodizität der Teildrehbewegung entspricht hierbei der Ausdehnung der Schneckenfräserzähne in der Umfangsrichtung der Schnecke.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Mittel zur Erzeugung· der periodischen Bewegung, wie sie sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben.

Es zeigt:

Fig. ι perspektivisch eine Maschine nach der Erfindung,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 4-4. der Fig. i,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4, '

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab eine Aufsicht auf das Rädergetriebe nach Fig. 1,

Fig. J? einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6/

Fig. 8 eine Vorderansicht der in Fig. 6 dargestellten Teile,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 8, '

Fig. 11 den Aufriß einer Schleifvorrichtung nach der Erfindung, die an die Stelle des 'Schneidstahles in Fig. 1 zum Zwecke der Feinbearbeitung der Zahnflanken des Fräsers treten kann,

Fig. 12 eine Stirnansicht der Schleifvorrichtung gemäß Fig. 11,

■ Fig. 13 in vergrößertem Maßstab teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt den in Fig. 1 dargestellten Einstellkopf,

Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 13,

Fig. 15 eine Ansicht des Einstellkopfes nach Fig. 13,

Fig. 16 eine Stirnansicht des Fräsers, dessen Gänge auf der Maschine nach der Erfindung hergestellt worden sind,

Fig. 17 eine Aufsicht auf den Fräser gemäß Fig. 16.

Fig. ι zeigt das Maschinengestell 21 in Verbindung mit einer üblichen Fräsbank, die£ einen in senkrechter Richtung einstellbaren, > Werkstückträger 22 und einen waagerecht an·*·-"·- geordneten, drehbaren Tisch 23 zur einstellbaren Aufnahme eines Stahlhalters 24 besitzt. Zum Antrieb der Wellen 25 und 26, die mit aufeinander abgestimmten Drehzahlen den Tisch 23 und das Werkstück 27 bewegen, ist ein nicht dargestellter üblicher Mechanismus vorgesehen.

Nach Fig. 1 und 4 treibt die.Welle25 den Tisch 23 mittels einer Schnecke 28 und eines Schneckenrades 29 in üblicher Weise an. Bei der vorliegenden Bauart ist die Schnecke 28 Teil einer Hohlwelle 31, die in Lagern 32 ruht und auf der Welle 25 längs verschiebbar ist. In der Welle 25 sitzt ein Mitnehmerstift 33, der in eine Aussparung 34 an der Innenfläche der Hohlwelle 33 zwecks Antriebs der Welle 31 durch die Welle 25 eingreift. Zur Verstellung der Hohlwelle 31 längs der Welle 25 ist eine genutete Muffe 35 vorgesehen, in die zwei Stifte 36 eingreifen, welche sich nach innen aus den Seiten einer Gabelung der Schwinge 37 erstrecken. Wenn die Schwinge 37 in fester Mittelstellung gehalten wird, erfolgt der Antrieb des Tisches 23 durch die Schnecke 28 und' das Schneckenrad 29 in üblicher Weise. Wenn jedoch die Schwinge 37 um ihren Drehpunkt hin, und her schwingt, wird die Drehbewegung des Tisches gegenüber der normalen Umlaufgeschwindigkeit entweder beschleunigt oder verzögert, und zwar zu einem Zwecke, auf den später eingegangen werden soll.

In Fig. 6,7, 8 und 9 ist der Antrieb für die Pendelbewegung der Schwinge 37 dargestellt. Er besteht aus einem Satz von Antriebsrädern 41, die über ein Sperrad 43 mit Sperrklinke eine Welle 42 antreiben und eine Schubkurve 44 in Umdrehung versetzen, die am äußeren Ende der Welle 42 angebracht ist' und in Eingriff mit der Schwinge 37 steht. Die Schubkurve 44 ist beiderseits mit abgeschrägten Stirnflächen 45 versehen, von denen sich immer eine an einen der Flansche 46 der 50, Gabel 47 anlegt, die mit Schrauben 48' am Ende der Schwinge 37 befestigt ist. Die Schwinge 37 besitzt einen Drehpunkt 49, der gegenüber der Schwinge 37 und der Werkzeugmaschine 21 einstellbar ist, um die Größe der Längsbewegung verändern zu können. Diese wird auf die Hohlwelle 31 durch die in ihrer Größe gleichbleibende Bewegung der Gabel 47 übertragen, die durch die abgeschrägten Stirnflächen 45 der Schubkurve 44 beeinflußt wird. Eine Leitspindel 51 verbindet die Schwinge 37 mit dem Drehpunkt 49 und kann mit einem Handrad 52 zwecks Einstellung der senkrechten Lage des Punktes . 49 gegenüber dem Maschinengestell 21 geiridreht werden. Um den Drehpunkt 49 in un-'■.reiTÜckbarer Stellung gegenüber der Schwinge i "Jy? festzulegen, nachdem diese für einen beistimmten Ausschlag eingestellt ist, ist ein Bolzen 53 vorgesehen. Der Drehpunkt 49 schwingt um die Welle 50, die an einer Nabe befestigt ist, welche auf einer nicht dargestellten Schiene an der Stirnwand des Bettes des Maschinengestells 21 gleiten kann. Nach Fig. 9 ist der Kopf der Schwinge 37 mit Aussparungen 54 und 55 versehen, die mit Aussparungen 56 in beiderseits der Schwinge 37 angeordneten Einstellköpfen 57 in einer Achse liegen. Eine Feder 58 ist in den Aussparungen 55 und 56 gelagert, während ein Zapfen 61 die Aussparungen 54 und 56, in denen er, durch eine Schraube 62 gegenüber dem festen Kopf 57 einstellbar, gelagert ist, voneinander entfernt hält. Bei der vorliegenden Bauart wird die Schwinge 37, wie aus den Fig. 8 und 9 hervorgeht, durch die Feder 58 nach rechts gedrückt, um die Innenfläche des linken Flansches 46 der Gabel 47 in Berührung mit der linken Stirnseite der Schubkurve 44 zu halten. Wenn sich die Welle 25 im Uhrzeigersinne dreht, wie es in flo Fig. 10 dargestellt ist, bewegt sich der Tisch 23 im entgegengesetzten Drehsinn, wenn man von oben auf ihn sieht, und zwar durch den Eingriff der Schnecke 28 in das Schneckenrad 29. Wenn sich die Welle 25 dreht, läuft die Schubkurve 44 mit einer bestimmten Geschwindigkeit um, die durch den Radsatz 41 geregelt wird, und ruft einen Ausschlag der Schwinge 37 nach links hervor. Dieser Ausschlag wird durch das Anlaufen der abgeschrägten Stirnfläche 45 an die Innenfläche des linken Flansches 46 bewirkt, der die Schwinge 37 gegen den Druck der Feder 58 bewegt. Die Schwinge 37 wird in die normale Lage durch die Einwirkung der Feder 58 am Ende jeder Umdrehung der Kurvenscheibe44 zurückgebracht. Die Bewegung der Welle 31 nach links, die durch die Schwinge 37 infolge des Eingriffs der Stifte 36 in die genutete Muffe 35 hervorgerufen wird, verändert periodisch den normalen Umlauf der Räder 29 und des Tisches 23 an bestimmten Punkten ihrer Drehbewegung, und zwar zu folgendem Zwecke:

W^Tenn, wie oben ausgeführt wurde, die Werkzeugmaschine zum Hinterschneiden der Zähne von Fräsern verwendet werden soll, werden deren Flanken von den Stirnschneidkanten her durch Abweichen von der normalen Führung der Gang- oder Zahnflanke verjüngt, um die Zahnflanke des Fräsers außer Berührung mit den Zahnflanken des zu

schneidenden Schneckenrades zu bringen. Die normale Stellung des Schneidstahles oder des Schleifgerätes an der Schneidkante des Zahnes ist die, bei der die gegabelte Schwinge 37 in ihre normale oder am weitesten rechts liegende Stellung gebracht ist, und wenn der Fräser gegen den Schneidstahl durch den Umlauf der Welle 26 gedreht wird, dann verzögert die abgeschrägte Stirnfläche 45 der Schubkurve 44 die Drehung des Schneidwerkzeuges, um die rechten Flanken der Zähne von der anfänglichen Schneckenform nach einwärts und von den Schneidkanten her nach hinten zur Erzeugung der Verjüngung zu bearbeiten.

Wie aus den Fig. 1, 16 und 17 hervorgeht, ist der Fräser mit einer Anzahl von Nuten versehen, die parallel zur Achse des Fräsers oder rechtwinklig zu seinen Gängen verlaufen

ίο können, um die Gänge in eine Mehrzahl von Zähnen zu unterteilen. Die Schneidkante eines jeden Zahnes und seine Flanken sind an der Verbindungsstelle von Nut und Ganglücke nach hinten von den Stirnschneidkanten her weggeschnitten. Die Kurvenscheibe ist so gebaut und gesteuert, daß sie sich während des Durchganges des Schneidstahles längs der Flanke jedes Zahnes einmal umdreht, um die Neigung der Zahnflanken von der Schneidkante aus nach rückwärts und von der Zahnflanke aus, wie sie durch die Führung der Gänge bestimmt ist, nach einwärts zu erzeugen.

Nach dem Vorbeigang des Schneidstahles an einem Zahn wird der Flansch 46 der Gabel 47 durch die Feder 58 nach rechts gedrückt, um den Schneidstahl zur normalen Stellung an der Schneidkante des nächstfolgenden Zahnes zurückzuführen und um darauf den Stahl von der Flanke, wie sie durch die Gangführung bestimmt ist, zwecks Verjüngung der Schneidkante dieses Zahnes nach einwärts zu bewegen. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis alle rechten Zahnflanken von den Schneidkanten her hinterdreht sind, wonach dann die Feder 58 und der Zapfen 61 ausgetauscht werden, so daß die Feder 58 rechts von der gegabelten Schwinge 2Π Hegt, damit der rechte Flansch 46 der Gabel 47 mit der rechten Stirnfläche der Schubkurve 44 zusammenarbeiten kann.

Bei dieser Einstellung der Teile schwingt die Schwinge 37 unter der Einwirkung der Schubkurve 44 nach rechts, um die Hohlwelle 31 und ihre Schnecke 28 zwecks periodischer Beschleunigung des Umlaufes des Schneckenrades 29 nach rechts und damit den Tisch 23 im Uhrzeigersinn zu drehen, zum Zwecke, eine Verjüngung der linken Zahnflanken des Fräsers zu erreichen. An der Schneidkante eines jeden Zahnes befindet sich die Schwinge 37 in ihrer normalen Lage, und die Drehung des Tisches 23 und mit ihm des Schneidstahles werden beschleunigt, damit der Stahl die Zahnflanken von der normalen Flanke, wie sie durch die Führung der Fräsergänge festgelegt ist, nach einwärts bearbeitet. Die auf diese Weise erzeugten Zähne besitzen, mit dem Schneidkantenprofil verglichen, ein fortschreitend abnehmendes Flankenprofil. Das jeweilige Schneidkantenprofil, das man erhält, wenn die Nuten während des Anschärfens der Zähne sich erweitern, entspricht, was die Eingriffsverhältnisse anbelangt, dem Gangprofil der dem Fräser entsprechenden Schnecke. Wenn auch der Winkel, der durch die beiden sich gegenüberliegenden Schneidkanten gebildet wird, nach jedem Nachschleifen sich ändert, so hat er doch immer die Eigenschaft, daß die Kanten, wenn sie, in Achsrichtung des Fräsers betrachtet, gerade Linien sind, immer tangential am gleichen Grundkreis verlaufen. Auf diese Weise erhalten die Schneckenradflanken gleichbleibende Gestalt.

In Fig. i, 2 und 3 ist das Sperrad 43 mit Sperrklinke dargestellt, das inVerbindungmit der Welle 42 zur Rücklaufbewegung des Tisches 23 dient, nachdem der Schneidstahl quer über alle Zähne des Fräsers hinweggegangen ist. Durch die Umkehr des Drehsinnes der Welle 25 wird über den Rädersatz 41 das Gehäuse 59 angetrieben, das eine Sperrklinke 60 besitzt, die aus einer Raste oder einem Zahn 63 herausgleitet, um den Rücklauf des Tisches 23 ohne Drehung der Welle 42 oder der Schubkurve 44 zu ermöglichen. Nachdem der Tisch, in seine Ursprungsstelrung zurückgekehrt ist, verursacht der Rücklauf der Welle 25 den Eingriff der Sperrklinke 60 in die Raste 63, wodurch dann die Welle 42 synchron mit dem Tisch 23 umläuft und die Verjüngung an den Zahnflanken hervorgerufen wird, wie es oben geschildert wurde. Auf die Welle.42 sind Muffen 64 aufgeschraubt, um die Welle 42 ihrem Lagerbock 66 gegenüber festzulegen, und ferner ist eine Muffe 65 vorgesehen, um das Zahnrad 67 gegenüber der Welle 42 mittels einer Schraube 70 festzuklemmen.

Nach Fig. 1 besitzt der Tisch 23 Schlitten no 68 und 69, die zueinander im rechten Winkel mittels der Leitspindeln 71 und 72 zwecks Einstellung des Schneidstahles auf das Werkstück beweglich sind. Nach Vorschub des Schneidstahles zur Erzeugung einer Ganglücke im Fräser, die von geringerer Weite als die Lücke ist, die zwischen den Gängen des fertigen Werkstückes vorgesehen ist, werden die Flanken der Gänge auf genaues Maß mit Hilfe der Winkeleinstellvorrichtung des Tisches 23 bearbeitet, was durch die Einstel-' lung von Schrauben 74 und 75, die auf ein

vom Unterteil des Tisches hervorspringendes Auge76 einwirken, oder mit Hilfe von Schrauben 62 oder auch mittels einer (nicht dargestellten) Schubkurve erzielt wird, die hinsichtlich ihref Wirkungsweise im Prinzip der Schubkurve 44 ähnelt, die zum Hinterschneiden dient. Durch diese Vorrichtungen Averden der Stahl bzw. die Schneidstähle oder das Schleifgerät um einen Mittelpunkt ge-LO dreht, der gegenüber der Mittelachse des Werkstücks festgelegt ist und im wesentlichen dem Mittenabstand des fertigen Getriebesatzes entspricht. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist die Herstellung eines Fräsers mit schwächeren Gängen als denen, die die dem Fräser entsprechende Schnecke aufweist, wobei jedoch die gleichen Eingriffsverhältnisse gewahrt bleiben.

Ferner ist eine Einstellvorrichtung mit Gradeinteilung 77 für den Tisch vorgesehen, durch welche die Leitspindel 7 τ unter einem bestimmten Winkel festgelegt werden kann, der so gewählt ist, daß dieSeiten des Schneidstahles parallel zu den Zahnflanken des Werk-Stückes sind, so daß die Schneidstähle periodisch vorgetrieben werden können, um einen Teil der Zahnflanken zu schneiden, wenn die Zähne eine besonders grobe (steile) Gangsteigung besitzen. Das entlastet die Maschine von der Beanspruchung, der sie unterworfen wäre, wenn ein Schnitt über die ganze Breite der Zahnlücke bei einem einzigen Arbeitsgang vorgenommen würde. Bei beiden Anordnungen erfolgt der Antrieb mit Kurvenscheibe, wenn ein Fräser hergestellt werden soll, bei dem eine Verjüngung der Zähne von den Schneidkanten aus nach hinten stattfindet.

Wenn ein mehrgängiger Fräser hergestellt 4.0 werden soll, wird ein Stellkopf nach Fig. 1, 13, 14 und 15 verwendet, durch den die-Welle 79 gegenüber der Welle eingestellt wird, die das Werkstück trägt und antreibt, wodurch Welle und Werkstück in eine solche Lage gebracht werden, daß ein zweiter, dem Schneidstahl benachbarter Gang erzeugt werden kann. Die Welle26, die das Werkstück trägt und antreibt, ist mit der Antriebswelle 79 durch ein Paar Scheiben 80 und 81 verbunden. Die Scheibe 80 ist ein Flansch der Hohlwelle 79 und mit einer Mehrzahl vor^ Einschnitten 82 versehen (nach der Zeichnung vier an der Zahl), je nachdem, ob ein Gang· oder zwei oder vier Gänge am Fräser geschnitten werden sollen. In die Einschnitte greift ein Zapfen ein, der durch ein Gleitstück 84 getragen wird, welches in eine Aussparung 85 der Scheibe 81 eingesetzt ist, die mit der Welle 26 über einen Keil 86 verbunden ist. Ein Handgriff 87 ist an der Lasche 88 der Scheibe 81 angelenkt und drehbar mit dem Gleitstück 84 durch einen Bolzen 89 verbunden. Das äußere Ende dieses Bolzens trägt das eine Ende einer Feder 91, die mit der Scheibe 81 durch die Öse 92 verbunden ist. Die Feder 91 zieht das Gleitstück 84 und damit den Zapfen 83 in einen der Einschnitte 82 hinein, um den L^Tmlauf der Welle 26 durch die Antriebswelle 79 und damit die Drehung des Fräsers hervorzurufen.

Der SchneidstaM 94 ruht nach Fig. 1 in einem Stahlhalter 95 parallel mit einem benachbarten Schneidstahl, der neben dem ersten einen Zwischenraum läßt und derart befestigt ist, daß die Schneidkanten tangential zu dem Grundkreis liegen, zu dem die Flanke des Fräserganges tangential verläuft. Es können die üblichen in der Technik als geeignet bekannten Werkzeuge Verwendung finden.

In den Fig. 11 und 12 ist eine Schleifvorrichtung dargestellt, die an Stelle des Stahlhalters 95 und der Schneidstähle 94 treten kann, wenn man die Zahnflanken durch Schleifen nachbearbeiten will. Ein Ständer 96 ist auf dem Tisch 69 aufgebaut, der ein Lager 97 trägt, in das ein bleis'tiftförmiger Schleifstein 98 drehbar eingelassen ist, der durch einen Motor, welcher auf einer Plattform des Ständers steht, angetrieben wird. Riemenscheiben und Riemen 100 sind zur Verbindung· von Motor und dem bleistiftförmigen Schleifstein 98 vorgesehen. Dieser Schleifstein wird durch den Tisch und den Schubkurvenantrieb vorgeschoben, um die Zahnflanken genau auf die bestimmte Form mit der oben beschriebenen Verjüngung zu schleifen, die sich von den Schneidkanten weg nach hinten erstreckt. Der bleistiftförmige Schleifstein 98 ist nur zum Zwecke der Erläuterung dargestellt worden; es können natürlich auch andere Arten von Schleifsteinen oder Schleifscheiben, kegelige oder auch anders geformte, Verwendung finden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: ^1o?

   ■i. Maschine zum Erzeugen von Schnekkenfräsern, insbesondere Globoidschnekkenfräsern, im Abwälzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Hinterschneidens bzw. Hinterschleifen der einzelnen Fräserzähne das Werkzeug (95) oder das Werkstück (2-7) außer der die Abwälzung erzeugenden Drehbewegung noch eine zusätzliche periodische, ein Vor- oder Nacheilen des Werkzeuges oder Werkstückes gegenüber der Abwälzbewegung hervorrufende Teildrehbewegung ausführt.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schwinge (37), welche von einer Schubkurve (44) hin und her

   bewegt wird und mit der zum Antrieb des Maschinentisches (23) dienenden Schnecke (28) so gekuppelt ist, daß sie die Schnecke auf ihrer Treibwelle (25) hin und her bewegen kann.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt

   (53) der Schwinge (37) am Maschinengestell (21) und in der Schwinge (37) verschiebbar ist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Teilvorrichtung (81 bis 88) auf der Werkstückwelle (26) zum Schneiden mehrgängiger Fräser.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen