DE6602272U - Waelzstossmaschine zur herstellung von zahnraedern od. dgl. - Google Patents

Description

WHlzstoßmaschine zur Herstellung von Zahnrädern od.dgl.

Die Erfindung bezieht sieb auf Wälzstoßmaschinen zur Herstellung von Zahnrädern oder dergleichen.

Beim Wälzstoßen erfolgt die Bearbeitung eines sich drehenden Werkstückes, des sogenannten Werkrades, durch ein sich drehendes, meist zahnradähnlich ausgebildetes Schneidwerkzeug, dem sogenannten Schneidrad, das radial bis zu einem bei Aussenverzahnungen von der Summe bzw. bei Innenverzahnungen von der Differenz der Wälzkreisradien bestimmten Achsabstand zum Werkrad zugestellt wird. Es kann natürlich auch umgekehrt das Werkrad zum Schneidrad zugestellt werden. Werkrad und Schneidrad werden über den Wälzgetriebezug mit einem Übersetzungsverhältnis verbunden, das gleich dem Kehrwert '

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des Verhältnisses der Zähnezahlen bzw. der Wälsskreisradien von Werkrad und Schneidrad ist. ifcur Erzeugung des Wälzprofils am Werkrad werden dem Schneidrad axiale Doppelhubbewegungen ' erteilt. Während der Arbeitshübe wird der Werkstoff der Zahn^f . lücken des Werkrades unter gleichzeitigem Abwälzen des Schn&idrades am Werkrad zerspant« Für die Dauer des jedem Arbeitshub folgenden Rückhubes wird das Schneidrad vom Werkrad oder umgekehrt das Werkrad vom Schneidrad abgehoben, so.daß das Schneidrad ohne Berührung mit dem Werkrad zurückgeführt werden kann· Diese Abhebebewegung erfolgt je nach Art und O Form der herzustellenden Verzahnung in Richtung der Verbindungslinie zwischen Schneid- und Werkradzentrum oder in einem Winkel zu dieser Linie und wird durch entsprechende Steuerung der Schneidradspindel bzw. der Werkradspindel ent** weder dem Schneidrad oder dem Werkrad erteilt.

Bei grösseren Zahnlückentiefen wird das volle Profil am Werkrad meistens nicht in einem Werkradrundgang ausgeschnitten. Je nach der Grosse der Zahnlückentiefe wird die Bearbeitung in eine Anzahl Schnitte aufgeteilt, die in mehreren Werkradrundgängen ausgeführt werden. Für jaden Rundgang wird dem Schneidrad oder dem Werkrad durch eine Kurve oder andere ^. Mittel eine entsprechende Zustellbewegung zum anderen Rad hin erteilt, d.h. der Achsabstand zwischen Schneidrad und Werkrad wird stufenweise oder kontinuierlich von einem Anfangmaß bis .zum Erreichen der vollen Zaimtiefe geändert.

Bei den bekannten Wälzstoßmaschinen wird die Wälzbewegung zwischen Schneidrad und Werkrad über einen Wälzgetriebezug mit festem Übersetzungsverhältnis erzeugt, nämlich die beiden Schneckengetriebe, über die Schneidrad und Werkrad angetrieben werden, sowie weitere konstruktiv bedingte. κ Getriebe wie Kegelradpaare uid dgl·, einschließlich der Wechselräder« Das Übersetzungsverhältnis des Getriebessuges

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errechnet sich aus dem Verhältnis der Zähnezahlen der Getriebeelemente sowie dem Verhältnis der Wälzkreisradien von Schneidrad und Werkrad* Auf Grund dieses festen Übersetzungsverhältnisses findet bei den bekannten Wälzstoßrcaschinen normalerweise ein«? reine Wälzbewegung der Wälzkreise von Schneidrad und Werkrad aufeinander statt«

Um Sonderformen von Verzahnungen heräüSfeelIen, iüüsseri besondere Maßnahmen getroffen werden, die den Aufbau der Maschine komplizieren und ihren Anwendungsbereich auf die C^. spezielle Verzahnungsform beschränken. So werden z.B. sich "-^ in Achsrichtung verjüngende Zahndicken durch kegeliges Stoßen des Werkrades durch Neigung der Stoßachse des Schneidrades gegenüber der Werkradachse erreicht.

In Achsrichtung gewölbte - längsballige - Zahnflanken werden durch eine radiale Relativbewegung zwischen Schneidradspindel und Werkradspindel über entsprechende Steuerkurven erzeugt.

In manchen Fällen erfordern die Eingriffsverhältnisse beim Verzahnen eine ganz bestimmte Abheberichtung, was beim Umrüsten der Maschine für eine andere Verzahnung zur Veränderung der entsprechenden Einrichtung führt.

Oft ist es auch erforderlich, die Zahnrichtung der Verzahnung ZoB. bei Härteverzug zu korrigieren, wozu bei den bekannten Maschinen umfangreiche Arbeiten auszuführen sind.

Auch soll in manchen Fällen die zu zerspan-ende Querschnittfläche der Zahnlücke nach zerspanungstechnischen Gesichtspunkten auf die vor- und nachlaufende Zahnflanke des Schneidrades aufgeteilt werden, wozu es einer tangentialen Relativbewegung zwischen Schneidrad und Werkrad bedarf.

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Ein weiterer Sonderfall ist das Stoßen von Zahnrädern, deren Zähnezahl eine Primzahl ist, wofür keine Wechselräder vor-

^Kanden sind. ■':

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wälzstoßmaschine zu ^:; schaffen, die auf einfachem Wege und unter Vermeidung korn- ;j plazierter Veränderungen der Maschine jederzeit an die vor- :' genannten EiffOirdernisse angepasst, werden kann. Gemäß der b Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den ;;; Wälzgetriebezug zum Antrieb des Werkrades bzw. des Schneid- -_ rades Zusätzlich ein Überlagerungsgetriebe eingeschaltet -'· ist, durch welches die von dem Wälzgetriebezug bestimmten Wälzbewegungen des Werkrades und des Schneidrades veränderbar sind. :

Als Überlagerungsgetriebe ist jedes Getriebe verwendbar, das j ausser dem Eingangsglied und dem Ausgangsglieö ein drittes j bewegliches Getriebeglied besitzt, dessen Bewegung der Be- ^: wegung des Eingangsgliedes im Hinblick auf die Bewegung des Ausgangsgliedes additiv oder substraktiv überlagert ^:

wird. Besonders zweckmässig ist hier die Verwandung eines .<■ Stirn- oder Kegelrad-Ausglefchsgetriebes, v/ie letzteres ins- \; besondere im Automobilbau Verwendung findet. Dabei wird i

das dritte Getriebeglied von dem Planetenradträger gebildet, ■ der dar die koaxialen Eingangs- und Ausgangsräder form- \

schlüssig verbindende Zwischenrad trägt. Mit einem solchen Ausgleichsgetriebe kann das Drehzahlverhältnis zwischen j;

Schneidrad und Werkrad kontinuierlich oder diskontlnuier- \" lieh in beiden Drehrichtungen verändert werden. I

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Wenn nur begrenzte hin- und hergehende Überlagerung sbewe- ||

gungen erforderlich sind, kann das Überlagerungsgetriebe %

m u.a. auch ein Schneckengetriebe mit aKial verschieblicher S

Schnecke oder ein Stirnradgetriebe sein_} bei welchem 'zwei |§

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mit Schrägverzahnung ineinandergreifende Zahnräder axial zueinander verschieblich sind.

Eine weitere technische Möglichkeit zur Erzielung einer der Wälzbewegung überlagerten Bewegung besteht in der Verwendung eines hydraulischen Getriebes, bei dem die Überlc:-:?erungsbewegung durch hydraulische oder elektro-hydraulische Impulse gesteuert wird.

Eine vorteilnsfte Ausgestaltung der erfindungsgentässen -* Wälzstoßmaschine mit für das Schneidrad und das Werkrad getrennten elektrischen Antrieben, welche über eine sogenannte elektrische Welle miteinander verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des DrehzahlVerhältnisses zwischen Schneidrad und Werkrad durch einen auf einen der Antriebe einwirkenden elektrischen Impulsgeber erfolgt.

Die Steuerung des dritten Getriebegliedes kann auf verschiedenste Weise erfolgen. Nach einem besonderen Ausbildungsmerkmal der Erfindung wird hierzu ein reversibler Schrittmotor verwendet, der auf einen elektrischen Eingangsimpuls hin eine definierte Winkeldrehung in einer der beiden Drehrichtungen ausführt und danach - gleichsam arretiert - in dieser Stellung verharrt. Da zwischen dem Überlagerungsgetriebe und dem Schneidrad bzw. Werlrrad in der Regel ein Schneckengetriebe mit grosser Untersetzung angeordnet ist und auch die Drehschritte des Schrittmotors über ein Schneckengetriebe untersetzt auf das Überlagerungsgetriebe übertragen werden können, lassen sich durch einen solchen Schrittmotor feinst gestufte, praktisch kontinuierliche Relativbewegungen zwischen Verkrad und Schneidrad erzielen.

Als Impulsgeber- für dun Schrittmotor können alle bekannten Impulsgabeeinrichtungen verwendet werden, die sich i'n ein

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Abhängigkeitsverhältnis zur Doppelhubbewegung des Schneidrades, zur Abhebebewegung des Schneid- ofier Werkrades, zur Zustellbewegung des Schneid- oder Werkrades und zur Drehbewegung des Schneid- oder Werkrades bringen lassen.

Durch eine von der Doppelhubbewegung des Schneidrades abhängige Relativbewegung können sich in Achsrichtung verjüngende Zahndicken oder in Achsrichtung gewölbte - längsballige -

tive Verdrehung zwischen Schneidrad und Werkrad am Ende des Γ\ Arbeitshubes di@ für den Rückhub erforderliche Abheberichtung mit einem bestimmten Winkel zur Verbindungslinie zwischen Schneidrad- und Werkradzentrum erzeugt werden. Auch können Korrekturen der Zahnrichtung der Verzahnung vorgenommen werden·

Die Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen Schneidrad und Werkrad kann auch nach vollendetem WerkraC 'ndgang mit oder ohne Tiefenzustellung erfolgen, um durch diese relative Verdrehung zwischen Schneidrad und Werkrad die gv zerspanende Querschnittfläche der Zahnlücke nach zerspanungstechnischen Gesichtspunkten auf die vor- und nachlaufende Zahnflanke des

„. Schneidrades aufzuteilen. Derselbe Effekt wird auch erzielt, 1
^?l indem die relative Verdrehung zwischen Schneidrad und Werkrad von der Zustellungsbewegtang zwischen Schneidrad und Werkrad gesteuert wird.

Um Zahnräder, deren Zähnezahl eine Primzahl ist, wofür keine Wechselräder vorhanden sind, stoßen zu können, wird über das Überlagerungsgetriebe in Abhängigkeit von der Drehung des Werkrades eine kontinuierliche Zusatzbewegung in den Wälz-

», getriebezug eingeleitet, Hierbei wird das die Veränderung des Drehzahlverhältnisses zwischen Werkrad und 'Schneidrad

- - bewirkende Getriebglied des Überlageruftgsgetriebes, wie insbesondere der PlanetenradtrSger eines Stirn- oder Kegel-

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rad-Ausgleichsgetriebes, zweckmäesig über ein der gewünschten Primzahl entsprechendes Rädergetriebe von der Hauptwelle der Maschine angetrieben.

In annähernd gleicher Weise wie durch Überlagerung der Drehbewegungen des Schneidrades oder des Werkrades mit einer Zusatzbewegung wirkt sich eine intermittierende gradlinige Zusatzbewegrung aus, die entweder dem Schneidrad cder dem Werkrad, beispielsweise dem Werkradtisch, senkrecht zu den Radachsen über ein Überlagerungsgetriebe erteilt wird.

Durch eine derartige geradlinige hin- und hergehende Bewegung wird das Verhältnis der Bewegungen zwischen Werkrad und Schneidrad während des Stoßvorganges geändert, so daß beispielsweise ballige Zahnflanken bearbeitet werden können.

Die Übertragung einer äolchen Bewegung kamn wie oben beschrieben mittels eines mechanischen oder hydraulischen Getriebes in Verbindung mit einem Schrittuno tor erfolgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert^ die in perspektivischer Darstellung das Getriebe einer Wälzstoßmaschine nach der Erfindung zeigt.

Der Antriebsmotor 1 treibt über Vorgelegeräder 2, 3, 4,5 die Welle 6 an. Auf der Welle 6 sitzt eine Schnecke 7, die in ein Schneckenrad 8 auf der Werkradspindel 9 eingreift, auf welcher da« zu bearbeitende Werkrad 10 befestigt ist.

Von der Welle 6 wird über Wechselräder 11, 12, 13, 14, ferner die Eingangswelle 16 eines in seiner Gesamtheit mit 17 bezeichneten Kegelrad-Ausgleichsgetriebes angetrieben,

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dessen Abtriebswelle 18 über ein erstes Kegelradpaar 19, 20 eine vertikale Zwischenwelle 21 and ein zweites Kegelradpaar 22, 23 zu einer Antriebswelle 24 für die Drehbewegung des Schnddrades 25 führt. Das Schneidrad 25 sitzt am unteren Ende einer Schneidradspindel 26, die axial verschieblich, aber mit Hi¹ fe eines LMncsskeiles 27 d^eh^s+· verbunden ein Schnecken— rad 28 durchsetzt, in welches eine auf der Antriebswelle 24 sitzende Schnecke 29 eingreift. Ein in einem Kugelgelenk gelagerter Kurbeltrieb 30 erteilt der Schneidradspindel eine durch den Doppelpfeil H angedeutete vertikale Doppelhubbewegung, ■ während sich gleichzeitig das Schneidrad 25 und das Werkrad \ 10 bei Aussenverzahnungen in Richtung der eingezeichneten Drehpfeile gegensinnig zueinander drehen. Ausserdem führt das Schneidrad oder das Vuerkrad nach jedem Arbeitshub eine Abhebe- \ bewegung in Richtung des Doppelpfeiles A, d.h. in Richtung der Verbindungslinie zwischen den Zentren des Schneidrades 25 und des Werkrades 10 oder in einem Winkel zu dieser aus, der am Ende des Rückhubes eine entgegengesetzte Anstellbewegung fo!).gt. Darüberhinaus erfolgt in bekannter Weise eine Zustellbewegung, die entweder vom Schneidrad in Richtung des Pfeiles B, oder vom Werkrad in Richtung des Pfeiles C ausgeführt wird.

Das Ausgleichsgetriebe 17 weist in an sich bekannter Weise ι ein auf der Eingangswelle 16 sitzendes und somit das Eingangsglied des Getriebes bildendes Kegelrad 31 und ein auf der koaxial dazu angeordneten Ausgangswelle 18 sitzendes, das Ausgangsglied des Getriebes bildendes Kegelrad 32 auf, die durch ein in beide Kegelräder 31, 32 eingreifendes drittes Kegelrad 33 formschlüssig miteinander verbunden sind. Das Kegelrad ist frei drehbar um ein lotrecht zu den Wellen 16, 18 gerichtete Achse an einem Joch 34 zwischen zwei Tragscheiben 35, gelagert, die ihrerseits frei drehbar auf den Wellen 16 bzw. 18 angeordnet sind. Die Tragscheibe 36 ist als Schneckenrad ausgebildet, in welches eine Schnecke 37 eingreift, die über

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eine Schneckenradwelle 38 und ein Stirnradpaar 39, 40 von einem Schrittmotor 41 her angetrieben^werden kann.

Wie bereite oben erwähnt, ist der Schrittmotor, solange er keine elektrischen Impulse erhält, gleichsam arretiert, wo-

gebildete Planetenradträger in seiner Drehstellung im Verhältnis zu den Wellen 16, 18 festgehalten Wird. Das am Joch 34 gelagerte Kegelrad 33 bildet in diesem Zustand nur ein Zwischenrad, mit dessen Hilfe die Drehung der Welle 16 in eine entgegengesetzte Drehung der Welle 18 umgewandelt wird.

Sowie nun aber der Schrittmotor 41 einen oder mehrere elektrische Impulse erhält, dreht er über das Stirnradpaar 40, 39 und die Welle 38 die Schnecke 37 und über diese in entsprechendem Untersetzungsverhaltnis den Planetenradträger 34, 35, 36 mit dem Kegelrad 33. Diese Drehbewegung des Planetenradtragers wird der Drehung der Eingangswelle 16 je nach deren Dreinrichtung additiv oder substraktiv überlagert und hat zur Folge, daß zu der durch entsprechende Auswahl der Wechselräder 11, 13, 14, 15 erzielten Wälzbewegung der Wälzkreise des Schneidrades und des Werkrades eine Relativbewegung in Umfangsrichtung hinzutritt, die dem gewünschten oben erwähnten Zweck dient.

Wenn Priraräder gestoßen werden sollen, wird der Schrittmotor mit dem Stirnradpaar 39, 40 durch ein die Hauptwelle 6 mit der Schneckenradwelle 38 verbindendes (nicht dargestelltes) Rädergetriebe ersetzt, dessen Übersetzungsverhältnis der gewünschten Primzahl der Zähne des Werkrades entspricht.

Schutzansprüche MLo 7692 / 3.3.1969 —— -

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Claims (14)

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   Schutzansprüche

   ~ 1. Wälzstoßmaschine zur Herstellung von Zahnrädern oder

   dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wälzgetriebezug (8,7,11 - 15,19,20,22,23,29,28) zum Antrieb des Werkrades (10) bzw. des Schneidrades (25) zusätz-Jtich ein Überlagerungsgetriebe (17) eingeschaltet ist, durch welches die von dem Wälzgetriebezug bestimmten Wälzbewegungen des Werkrades und des Schneidrades veränderbar sind.
2. 2. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Überlagerungsgetriebe das Lrehzahlverhältnis zwischen Schneidrad und Werkrad verändeiaä^iF ist.
3. 3. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe das Werkrad oder das Schneidrad in eine geradlinige intermittierende Bewegung versetzt.
4. A. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeic hnet, daß das Überlagerungsgetriebe ein Stirn- oder Kegelrad-Ausgleichsgetriebe (17) ist.
5. 5. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe ein Schneckengetriebe mit axial verschieblicher Schnecke (7, 29) ist.

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6. 6. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe= ein Stirnradgetriebe ist, bei welchem zwei mit Schrägverzahnungen ineinandergreifende Zahnräder axial zueinander verschieblich sind.
7. 7. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe ein hydraulisches Getriebe ist.
8. 8. Wälzstoßmaschine nach Anspruch 1 mit für das Schneidrad und das Werkrad getrennten elektrischen Antrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen Werkrad und Schneidrad durch einen auf einen der Antriebe einwirkenden Impulsgeber erfolgt.
9. 9. Wälzsr.oßmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Veränderung des Drehzahlverhältnisses zwischen Werkrad (10) und Schneidras (25) bewirkendes Getriebeglied (33-36) des Uberlagerungsgetriebes (17) von einem Schrittmotor (41) antreibbar ist.
10. 10. Wälzstoßmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Wälzbewegungen-des Werkrades (10) und des Schneidrades (25) in Abhängigkeit von der Doppel'-vjbbewegung des Schneidrades (25) steuerbar ist.
11. 11. Wälzstoßmaschine nach einem odar mehreren der Ansprüche 1 biü 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Wälzbewegungen des Werkrades (10) und des

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    Schneidrades (25) in Abhängigkeit von der Abhebebewegung i

    zwischen V/erkrad und Schneidrad steuerbar ist. ί
12. 12. Wälzstoßmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- ... net, daß die Änderung der Wälzbewegungen des Werkrades I (10) und des Schneidrades (25) in Abhängigkeit von der Zustellbewegung des Werkrades oder des Schneidrades steuerbar 1 ist. ' '
13. 13. Wälzstoßinaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Wälzbewegungen des Werkrades

    (10) und des Schneidrades (25) in Abhängigkeit von der Drehung f des Werkrades oder des Schneidrades steuerbar ist.
14. 14. Wälzstoßmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 7 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das die Änderung der Wälzbewegungen des Werkrades (10) und des Schneidrades (25) bewirkende Getriebeglied (33-36) des Überlagerungsgetriebes (17) über ein der gewünschten Primzahl entsprechendes Rädergetriebe von der Hauptstelle der Maschine antreibbar ist.