DE666052C - Elektromotorischer Einzelantrieb von Zahnradabwaelzfraesmaschinen - Google Patents

Description

Die zur Zeit gebräuchlichen Zahnradabwälzfräsmaschinen weisen den grundlegenden Fehler auf, daß die Ableitung des Antriebes für die Drehung des Werktisches von der Frässpindel durch Antriebselemente erfolgt, die gleichzeitig zur Übertragung der Kräfte für den Fräserantrieb dienen. Die Fehler äußern sich einmal darin, daß die Maschinen nur kleine Leistungen abgeben können und außerdem auch ungenaue Teilungen und unsaubere Zahnflanken erzeugen. Diese Fehler können nur einwandfrei dadurch beseitigt werden, daß man die Übertragungselemente zwischen Fräserwelle und Werktisch von den schädlich wirkenden Kräften befreit und die Fräserwelle durch starre Räderübertragung von dem auf dem Drehteil des Fräserschlittens angeordneten Motor antreibt.

?n Es ist bekannt, bei Abwälzfräsmaschinen, die im Gegensatz zu derjenigen nach der Erfindung mit fest im Maschinengestell gelagerter Fräserwelle arbeiten, eine starre Räderverbindung zwischen der mit der Riemen-Scheibe verbundenen Antriebswelle und der Fräserwelle anzuordnen, von der der Antrieb für die Bewegung des Werktisches abgeleitet ist. Bei diesen Abwälzfräsmaschinen wird die für das Abwälzverfahren erforderliche Schrägstellung zwischen Fräser und Werkstück durch Schrägstellen des Werktisches erzielt. Dagegen haben die allgemein üblichen Zahnradabwälzfräsmaschinen mit schwenkbar im Maschinengestell angeordneter Fräserwelle nach Fig. 1 der Zeichnung eine Anzahl von Kegelräderpaaren, neben Stirnrädern und einer Schiebekeilwelle, die eine hohe Beanspruchung bei großen Leistungen auf die Dauer nicht erlauben. Besonders die konischen Räder verschleißen bei hohen Beanspruchungen sehr schnell und müßten daher bei großen Leistungen, die man von der Maschine auf die Dauer verlangt, oft ausgewechselt werden. Das erforderte zu große Reparaturkosten, und aus diesem Grunde entschließt man sich letzten Endes immer, mit kleineren Leistungen zufrieden zu sein, wodurch jedoch die Abwälzmaschine gegenüber andern Zahnradbearbeitungsmethoden erheblich an Wert verliert.

Die ungleichförmig verlaufenden Schnittwiderstände im Schneckenfräser, welche durch die kommaartigen Späne und die kleine Zähnezahl des Fräsers verursacht werden, rufen, starke Verdrehungen in den Antriebselementen hervor. Die Schnittwiderstände wachsen durch die kommaartigen Späne beim Eingreifen jedes Fräserzahnes bis zu einem Maximum und schnellen beim Austritt des Fräserzahnes aus dem Material auf einen wesentlich kleineren Betrag zurück. Diesen Vorgang kann man am besten beim Anschnitt des Fräsers beobachten. Diese rasch aufeinanderfolgenden Wechsel wirken schlagartig auf die Räder, an denen sie raschen Verschleiß hervorrufen, und ergeben außerdem in den Wellen der Übertragungselemente Verdrehungsschwingungen.

Man hat durch den Einbau von Schwungrädern versucht, diese Ungleichförmigkeiten auszugleichen, was aber nur in einem ganz kleinem Maße Erfolg bringen konnte, da die Schwungräder nur auf verhältnismäßig langsam laufenden Wellen angeordnet warden

konnten. Entweder saßen sie auf der Fräserwelle direkt oder aber auf einer nur um das Drei- bis Fünffache schneller lauf enden Welle, deren Umdrehungszahlen bestimmt unter 150 bis 200 UpM lagen. Da außerdem die Durchmesser der Schwungräder durch den konstruktiven Aufbau der Maschinen verhältnismäßig eng begrenzt waren, so ergab sich eine sehr kleine Winkelgeschwindigkeit und daher ein noch viel kleineres Schwungmoment. Die Wirkung dieser Schwungräder war nur eine sehr eng begrenzte.

Der noch größere Fehler der gebräuchlichen Zahnradabwälzfräsmaschinen besteht darin, daß die solchen starken Beanspruchungen und dadurch Verdrehungen ausgesetzten Antriebselemente gleichzeitig die Verbindung zwischen der Bewegung der Fräserwelle und der des Tischantriebes darstellen. Das ist

ao mit der Forderung, daß das Verhältnis zwischen der Drehung des Werkstückes und des Werkzeuges konstant bleiben muß, schwer in Einklang zu bringen. Aus der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß durch die Verdrehungsschwingungen der Antriebswellen 8 und 12 wie auch in den Rädern 5, 6, 7, 9 und 10 dieses Verhältnis dauernd Schwankungen ausgesetzt ist, was einmal Teilungsfehler und zum andern unsaubere Zahnflanken ergeben wird. Es ist ferner leicht zu erkennen, daß Verdrehungen in den Wellen 4 und 13 und den dazugehörigen Wechsel- und Übertragungsrädern kaum auftreten, da das für die Tischbewegung erforderliche Drehmoment bei der zur Verwendung kommenden großen Übersetzung im Schneckenrade des Tischantriebes sehr klein ist. Aus diesem Grunde ist es auch abwegig gewesen, die Ursache für das Springen des Tisches in der Durchfederung der Welle 13 zu suchen und zur Abhilfe eine weitere Räderübersetzung zwischen Welle 13 tind der Schnecke 20 einzubauen.

Beide Fehler sind nur durch eine grundlegende Änderung des Antriebes zu beseitigen. Die Fig. II der Zeichnung gibt Aufschluß über die neue Anordnung, durch die mit einem Schlage ein ruhiges Arbeiten des Schneckenfräsers und eine vollständige Entlastung der Übertragungselemente zwischen Fräser- und Werktischdrehung erzielt wird, so daß dann das Verhältnis zwischen beiden Bewegungen wirklich konstant bleibt und genaue Teilungen und saubere Zahnflanken selbst bei großen Leistungen erzielt werden können.

Der Antriebsmotor 14 ist unmittelbar auf dem Drehteil 21 des Frässchlittens 22 angeordnet und treibt mit geeigneter, falls erforderlich wechselbarer Räderübersetzung unmittelbar auf die Fräserwelle 11'. Das Schwungmoment des Motorankers ist nun in ^der Lage, die Ungleichförmigkeit in der i^räserumdrehung, die durch die ständig wechselnden Schnittwiderstände hervorge^vy-ufen wird, auszugleichen, so daß ein vollständig ruhiger Schnitt, selbst bei größten Beanspruchungen erreicht wird. Die Übertragungselemente zwischen Motor und Fräserwelle lassen sich so kräftig ausbilden, daß Verdrehungen in diesen Teilen so gut wie ausgeschlossen sind. Die verschiedenen benötigten Umdrehungszahlen der Fräserwelle lassen sich entweder durch Motoren mit veränderlichen Drehzahlen oder aber durch Schiebe- oder Umsteckräder, gegebenenfalls durch Anbau eines einfachen Räderkastens leicht erreichen.

Die Übertragungselemente zwischen Fräserund Werktischdrehung dienen lediglich diesem Zwecke und sind vollständig befreit von Beanspruchungen, die bei den jetzt gebrauchliehen Maschinen dadurch in diesen auftreten, daß sie gleichzeitig auch Übertragungselemente für den Fräserantrieb sind. Die Übertragungselemente zwischen Fräserund Werktischdrehung können wesentlich schwächer ausgeführt werden, ohne daß man befürchten muß, daß Verdrehungsschwingungen in diesen Teilen auftreten, welche die Genauigkeit der Teilungen beeinflussen oder nachteilig auf die Sauberkeit der Zahnflanken sich auswirken. Das Springen des Tisches wird ebenfalls beseitigt sein. Durch eine starke Verkleinerung der Leerlaufarbeit, bedingt durch den Fortfall der langen Wellen und der vielen Räder und Lagerstellen zwisehen Motor und Fräserwelle, wird bei gleicher Motorstärke die Leistungsfähigkeit der Maschine stark gesteigert werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der, daß man auch vorhandene Maschinen durch Aufsetzen eines neuen Drehteiles mit verhältnismäßig kleinen Kosten in Hochleistungsmaschinen, die gleichzeitig genaue Arbeit liefern, umbauen kann.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektromotorischer Einzelantrieb von Zahnradabwälzfräsmaschinen, deren Fräserwelle auf einem Drehteil des Fräserschlittens einstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Drehteil des Fräserschlittens angeordnete Motor durch Räderübertragung mit der Fräserwelle starr verbunden und der Antrieb für die Drehung des Werktisches von der Fräserwelle abgeleitet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen