DE692127C - Verfahren zur Bearbeitung der Zahnflanken von Kegelraedern mit laengs gekruemmten Zaehnen unter Verwen Schleifschnecke in Kegelform - Google Patents
Verfahren zur Bearbeitung der Zahnflanken von Kegelraedern mit laengs gekruemmten Zaehnen unter Verwen Schleifschnecke in KegelformInfo
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Description
Γ:'
3ÜAUQ. 1S40
AUSGEGEBEN AM
13. JUN11940
13. JUN11940
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung der Zahnflanken
von Kegelrädern mit längs gekrümmten Zähnen unter Verwendung einer sich mit
dem Werkstückrad verschraubenden Schleifschnecke in Kegelform.
Es ist schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, die Zähne von Stirn- und Schraubenrädern
mit einer Zylinderschnecke zu schleifen und dieser Schnecke gegenüber dem Werkstück
einen verhältnismäßig großen Durchmesser zu geben, um die Abnutzung des Schleifprofils in erträglichen Grenzen zu halten.
Diese Maßnahme kann beim Schleifen von Kegelrädern mit längs gekrümmten Zähnen
unter Verwendung einer sich mit dem Werkstück verschraubenden Schleifschnecke in
Kegelform nicht angewandt werden, weil hier die Durchmesser des Werkzeuges in ihrer
Größe an die Stärke der Zahnlängskrümmung gebunden sind. Bei Kegelschnecken anwendbarer
Größe war aber eine so große Abnutzung zu erwarten, daß man bisher von einer Anwendung dieses A'erfahrens Abstand genommen
hat. '
Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Sie zeigt einen Weg, die dargelegten Schwierigkeiten
zu vermeiden, und zwar wird erfindungsgemäli vorgesehen, die Schleifschnecke
zum Zwecke des Abnutzungsausgleiches in Richtung ihres kleineren Durchmessers weiterzuschraubeu.
Die kegelige Form des Werkzeuges wird also hier ausgenutzt, um auf einfache Weise
den Folgen einer übermäßigen Abnutzung entgegenzuwirken. Durch das Weiterschrauben
der Schleifschnecke in Richtung ihres kleinen Durchmessers wird das durch die Abnutzung
zurückgetretene Profil wieder in den Bereich der Abrichtwerkzeuge gebracht.
Zweckmäßig wird die Vorrichtung zum Abrichten der Schleifschnecke so ausgebildet,
daß der Träger für die Abrichtwerkzeuge au einer der Verjüngung der Schleifschnecke
entsprechend geneigt zur Schneckenachse am ortsfesten Gestell angeordneten Gewindespindel
angeordnet ist, die gleichzeitig als Kippachse zum Einschwenken der Abrichtwerkzeuge
in eine Arbeitsstellung und eine Ruhestellung sowie als Vorschubspindel zur Fortbewegung der Abrichtwerkzeuge durcli
die Schneckengänge des Werkzeuges dient.
In der Zeichnung ist sowohl das neue Verfahren
wie auch die dabei zur Anwendung kommende Abrichtvorrichtung beispielsweise
veranschaulicht. Es bedeuten
Fig. ι einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß
ausgebildete Maschine zur Bearbeitung längs gekrümmter Zahnflanken,
Fig. 2 eine kegelige Schleifschnecke im Eingriff mit einem zu verzahnenden Kegelrad
roh Ii ng,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Schwenkbewegungen des Werkzeuges nach
Fig. 2,
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Fig. 4 bis 7 in verschiedenen Darstellungen
die Anordnung der Abrichtwerkzeug^· in Arbeitsstellung,
Fig. 8 eine schematiche Darstellung der vom Abrichtwerkzeug auf den Flanken de<
Werkzeuges beschriebenen "Bahnen,
Fig. 9 einen Schnitt durch den Werkzeug-' kopf,
Fig. ίο die schematische Darstellung einer
to Abrichtvorrichtung für die erimdungsgemäl.i vorgesehenen Werkzeuge,
Fig. 11 eine Ansicht von oben zu Fig. io,
Fig. 12 eine Seitenansicht zu Fig. ii,
Fig. 13 eine Ansicht von oben zu Fig. 12. Die in den dargestellten Beispielen zur Ausübung des neuen Verfahrens vorgesehene Maschine
entspricht in ihrem Gesamtaufbau der bekannten Abwälzfräsmaschine für Spiralkegelräder, so daß sich eine Beschreibung der
gesamten Maschine erübrigt. Die bestehenden Unterschiede sind im wesentlichen aus
den Fig. 1 und 9 zu erkennen.
Wie Fig. ι zeigt, erfolgt der Antrieb des Werkzeuges 1 vom Motor 2 aus, und zwar
über die Getrieberäder 3, 4 und die Welle 5. \ron der Welle 5 aus wird auch der in Fig. 1
nicht mit dargestellte Kegelradrohling angetrieben. Dafür sind Kegelräder 6, 7 mit einer
Welle 8 vorgesehen. Endlich wird auch die Schwenkbewegung der den Wrerkzeugkopf 9
tragenden Planscheibe 10 von der Welle 5 abgeleitet,
und zwar ist dafür ein Wendegetriebe vorgesehen, welches gleichzeitig auch ein auf
der Welle 8 angeordnetes Differentialgetriebe 11 beeinflußt, so daß sich trotz der Schwenkbewegungen
Werkzeug und Rohling ordnungsmäßig miteinander verschrauben. Der Antrieb der Planscheibe kann natürlich auch
von einem besonderen Motor aus erfolgen. Das kegelige Werkzeug ist als Schleifschnecke
ausgebildet.
Das Wendegetriebe für die Planscheibenbewegung besteht im Beispiel aus zwei lose
auf der Welles sitzenden Schraubenrädern 12, 13, deren gcgeneinandergerichtete Naben
mit Kuppelnocken ausgerüstet sind und die wahlweise mit einer zwischen beiden verschiebbar,
aber nicht auf der Welle drehbar angeordneten Kuppelmuffe 14 zusammen arbeiten.
Die Kuppelmuffe wird von einem Hebel 15 gesteuert, der seinerseits von der
Planscheibe 10 aus bewegt wird und jedesmal dann in seine gegenüberliegende Schwenkstellung
gebracht wird, wenn die Planscheibe den durch die Art und Größe des zu verzahnenden
Rades bestimmten Endpunkt ihrer Schwenkbewegung erreicht hat. Je nachdem
nun der Antrieb für die Planscheibe über das Schraubenrad 12 oder 13 geleitet wird, 'er-.
fährt die die Planscheibe drehende Schnecke 15 Rechts- oder .Linksdrehung. Denn in
einem Fall erfolgt der Antrieb von einem
Schraubenrad mit Linkssteigung und in einem anderen Falle mit Rechtssteigung. Beim Betriebe
der Maschine wird somit die Plan-J scheibe und damit auch das mit dem Werkzeugkopf
daran befestigte Werkzeug in schnellem Wechsel hin und her bewegt. Dabei beschreibt das Werkzeug einen Kreisbogen
um den Planradmittelpunkt ο (Fig. 3). 7c
Bei dem beschriebenen Beispiel wird das j Werkzeug nicht sogleich auf die volle Schneid-
! tiefe eingestellt, sondern es wird allmählich vorgeschoben. Dieser Vorschub kann je nach
den besonderen Erfordernissen entweder durch eine Verschiebung des Werkzeuges oder
auch des Kegelrades erfolgen. Das Hinundherschwingen hat also neben der erforderlichen
Abwälzbewegung weniger ein Verschieben des Werkzeuges gegen den Rohling zu' bewirken, als zu verhindern, daß die gleichen Zonen des Werkzeuges und des Rohlings
längere Zeit in schneidender Berührung bleiben. Andernfalls würde die vorgesehene
feinzahnige Schnecke oder gar eine Schleif-· S5 schnecke eine unzulässige Wärmcentwicklung
oder auch ein schnelles Abstumpfen der empfindlichen Schneiden herbeiführen. Die durch
das Hiuundherschwenkeii des Werkzeuges herbeigeführte schnelle Ablösung seiner wirk- go
samen Oberflächenteile tritt in bezug zu dem Kegelradrohling als eine Zalmhöhenbewegung
in Erscheinung.
In der Ausführung nach Fig. 9 ist als Werkzeug eine hyperbolisch gestaltete Schnecke 1 y.5
vorgesehen, die wie die Kegelschuecke unterschiedliche Enddurchmesser aufweist. Dabei
sitzt die Sclineckenachse 16 in einer Hohlwelle 17, die mittels Kegelräder 18 gedreht
wird. Schneckenachse und Hohlwelle sind. lösbar miteinander verbunden. Zur Veranschaulichung
dieser Kupplungseinrichtung ist nach Fig. 9 eine Stellschraube 19 vorgesehen."
Das der Werkzeugschnecke abgekehrte Ende der Sclineckenachse iö ist als Gewindespindel
16' ausgebildet und mit einem Vierkantkopf 16" für den Angriff eines Stellschlüssels versehen.
Die Gewindespindel 16' führt sich in einer fest mit der Hohlwelle verbundenen
Mutter 20. Die Steigung der Spindel ist no kleiner als die Mantelliiiienteiluug des Werkzeuges,
und zwar entspricht die Steigung der Spindel 16' der Mantellinienteilung des Werkzeuges,
die mit dem Kosinus des von der Werkzeugachse und der Werkzeugmantellinie υ5
eingeschlossenen Winkels ζ multipliziert ist. Wird bei diesem Steigungsverhältnis zwischen
Gewindespindel und Werkzeug die Gewindospindel nach Lösen der Schraube 19 entsprechend
gedreht, so verschraubt sich gleichzeitig (lie Werkzeugachse i6- derart in der
Hohl welle 17, daß die in der Ebene des J'lau-
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rades liegenden Strecken der Gewindegänge
ihre Lage, rechtwinklig zum Planrade gemessen, verändern, während eine Verschiebung
parallel zur Ebene des Planrades nicht stattfindet, oder mit anderen Worten, durch
die beschriebene Verstellung wird eine Vergrößerung der wirksamen Werkzeugdurchmesser
erzielt. Folglich können nach eingetretener Abnutzung des Werkzeuges und to der damit verbundenen Verkleinerung seiner
Durchmesser durch die beschriebene Verstellung die zum Eingriff gelangenden Teile der
Gewindegänge wieder an das Planrad herangebracht werden. Nach erfolgter Einstellung
wird dann die Stellschraube 19 wieder angezogen.
Hie beschriebene Einrichtung kann nicht nur zum Ausgleich eintretender Abnutzung,
sondern ferner auch zur Erzielung des notwendigen Vorschubes Verwendung finden, bei
welchem ja auch die in der Ebene des Planrades liegenden Strecken der Werkzeuggewindegänge
gegen das Planrad vorgeschoben werden. In diesem Falle empfiehlt es
sich, die Gewindespindel selbsttätig zu drehen, beispielsweise nach Ausführung je einer
Schwenkbewegung der Planscheibe.
Die Maschine erhält zweckmäßig. eine in den Fig. 10 bis 13 beispielsweise veranschaulichte
Abrichtvorrichtung.
Diese Abrichtvorrichtung weist zwei Abrichtwerkzeuge (Diamanten) 21 auf. welche
an Schiebern oder wie im Beispiel an Schwinghebeln 22 befestigt sind. Diese Werkzeuge greifen dort an. wo die Schleifschnecke
bei der späteren Bearbeitung des Kegelrades mit diesem m Berührung kommt, nämlich in der Ebene des Planrades. Dadurch
werden Fehler ausgeschaltet, die durch •I" L'ngenauigkeiten der Antriebsorgane entstehen
könnten. Den Abrichtwerkzeugen wird mittels einer von einem Motor 38 angetriebenen
Exzenterwelle 23' eine schwingende Bewegung erteilt, und zwar ist der Ausschlag der Schwingung so bemessen, daß die Diamanten
die iranze Höhe der Zahnflanke bestreichen. Während die Abrichtwerkzeuge
diese Bewegung ausführen, wird die Schleifschnecke i. die während des Abrichtens vom
5» Maschinenantrieb entkuppelt ist, von einem Wendegetriebe 23, 24, 2*, aus über Zahnräder
2Ö. 27 in Drehung versetzt. Gleichzeitig wird auch über ein Zahnrad 28 eine Spinde!
29 gedreht. Diese Spindel trägt verschiebbar das mit den Abrichtwerkzeugen 21 ausgerüstete
Gehäuse 30. Sie liegt wie auch die Drehachse der Schwinghebel etwa in der Ebene des Planrades. Das hat zur Folge, daß
die Abrichtwerkzeuge in allen Stellungen der fio Abrichtvorrichtung mit praktisch ausreichender
Genauigkeit radial zur Schleifschnecke bewegt werden, so daß geradlinig profilierte
Zahnflanken entstehen. Verlegt man die Drehachsen der Hebel aus der Planradebene, so
schwingen die Abriebt werkzeuge 21 mehr oder weniger tangential zu um die Fräserachse
geschlagene Kreise und erzeugen gekrümmte Flanken.
Die Spindel 29 ist in ihrem mittleren Teil mit Gewinde 29' versehen. Sie erteilt dem
Abrichtgehäuse 30 über eine Mutter 31 eine geradlinige,—parallel zur Planradachse verlaufende
\7erschiebung. Die Geschwindigkeiten dieser Verschiebung sind so bemessen,
daß die Abrichtwerkzeuge während der Ver-Schiebung mit den Flanken der umlaufenden
Schnecke in ordnungsmäßiger Berührung bleiben. Nachctem die Abrichtwerkzeuge die
Gewindegänge der Schneidwerkzeuge in einer Umlaufrichtung durchlaufen haben, wird
durch entsprechende Steuerorgane (vorzugsweise hydraulische Organe) das Wendegetriebe
23t 24, 25 umgeschaltet, so daß Schnecke und Spindel und somit auch das
Abrichtgeliäuse sich in entgegengesetzte) Richtung bewegen, bis. nach Erreichung
des anderen Schneckenrades wiederum eine Umsteuerung' der Bewegungsrichtung stattfindet.
Wie insbesondere aus den Fig. 12 und 13
ersichtlich, stützt sich das Abrichtgehäuse 30 mit einer Rolle 31 an einer Schiene 32 ab,
die, parallel zur Spindel 29 verlaufend, fest mit dem Maschinengestell bzw. mit dem Werkzeugkopf
verbunden ist. Das Eigengewicht des Gehäuses 30 bzw. des Motors 38 bewirkt einen genügend großen Anpreßdruck der Rolle
31 gegen ihre Führungsschiene. Gegebenenfalls kann der Anpreßdruck aber auch noch
durch Federn oder Gewichte vergrößert werden. Die Schiene 32 ist auswechselbar angeordnet.
Wird eine geradlinig gestaltete Schiene eingesetzt, so erzeugen die Abrichtwerkzeuge
eine'Schnecke mit gerader Mantellinie. Sollen dagegen Schnecken mit gckrümmter
Mantellinie, beispielsweise hyperbolisch geformte Schnecken, erzeugt werden,
so wird eine entsprechend gekrümmte Schiene eingebaut. Durch Auswechseln der Schiene
ist es möglich, der Schnecke zur Erzeugung no des einen Rades eines Radpaares eine andere·
Mantellinienkrümmung zu geben als der Schnecke zur Erzeugung des anderen Rades. Es werden dadurch für beide Räder in der
Längsrichtung unterschiedlich gekrümmte M5
Flanken hergestellt.
Die Einstellung der Schwinghebel 22 erfolgt hinsichtlich der zu erzeugenden Zahnstärke
mittels Stellvorrichtungen 33, die. eine Verschiebung der Schwinghebel in Richtung
ihrer Schwingachsen bewirken, und hinsichtlich des zu erzeugenden Flanken winkeis durch
Schwenken der Schwinghebellager 34 über die kreisförmige Bahn 35.
Die Abrichtvorrichtung ist ferner so eingerichtet, daß wahlweise von den beiden Abrichtwerkzeugen
21 die einem Zahn zugeordneten oder die einer Zahnlücke zugeordneten
Flanken gleichzeitig bestrichen werden (Fig. 4 und 5 bzw. 6 und 7). Außerdem werden zur
Erzeugung der Profile nach Fig. 5 und 7 bogenförmige Führungen für die Abrichtwerkzeuge
21 verwendet.
Die Schwingbewegung der Abrichtwerkzeuge ist wesentlich größer als die Umlaufgeschwindigkeit
der Schnecke. Infolgedessen beschreiben die Diamanten auf der Oberfläche der Schneckengänge diagonale Bahnen, die
sich bei mehrmaligem Entlangführen der Diamanten an der Schnecke in einem Winkel
schneiden, wie schematisch in Fig. S ange-' deutet ist. Diese Art des Abrichtens ist für
die Herstellung eines glatten Zahnprolils von besonderem Vorteil.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich, ruht die Abrichtvorrichtung
in jeder Arbeitsstellung nur auf drei Stützen, nämlich auf den an den
Außenseiten des Gehäuses 30 liegenden Führungen36, 37 und der Rolle 31. Auch diese
Ausbildung gewährleistet wegen ihrer hohen S tandsicher hei t ein einwandfreies Abrichten
der Schleifschnecke. Hier ist noch darauf hinzuweisen, daß in den Zeichnungen die
Einzelteile der Abrichtvorrichtung lediglich schematisch dargestellt sind und daß selbstverständlich
in der Anwendung auch zur Lagerung der Abriebt werkzeuge geeignete
Organe vorgesehen werden, die ein unerwünschtes Abbiegen "oder seitliches Ausweichen
der Abrichtwerkzeuge verhindern.
Xaeh erfolgtem Abrichten wird die Abrichtvorrichtung
so um die Führungsspindel 29 geschwenkt, daß sie die in Fig. 12 strichpunktiert
eingezeichnete Ruhestellung einnimmt, in welcher sie'dann während der Bearbeitung
der Kegelradrohlinge verbleibt, bis sie nach eingetretener Abnutzung wieder in
Arbeitsstellung geschwenkt wird. Ferner wird nach dem Abrichten der Antrieb der
Schnecke wieder mit dem Maschinenantrieb gekuppelt.
So Natürlich ist die Erfindung nicht_auf die
dargestellten Ausführungen beschränkt, sondern es sind sowohl Änderungen wie auch
andere Ausführungen möglich. Beispielsweise könnten die Abrichtwerkzeuge auch
außerhalb der Planradebene angeordnet sein, nämlich dann, wenn man die damit verbundene
Geiährdiuiir der Genauigkeit in Kauf
nimmt. Damit würde dann der andere Vorteil erreicht, daß ein Schwenken der ganzen
Abrichtvorrichtung in eine Ruhestellung entbehrlich wird.
Claims (5)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Bearbeitung der Zahnflanken von Kegelrädern mit längs gekrümmten Zähnen unter Verwendung einer sich mit dem Werkstückrad verschraubenden Schleifschnecke in Kegel form, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifschnecke zum Zwecke des Abnutzungsausgleiches in Richtung ihres kleineren Durchmessers weitergeschraubt wird.
- 2. Vorrichtung zum Abrichten der Schleifschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (30) für die Abrichtwerkzeuge (21, 22) an einer der Verjüngung der Schleifschnecke (τ) entsprechend geneigt zur Schneckenachse am ortsfesten Gestell (9) angeordneten Gewindespindel (29, 29') angeordnet ist, die gleichzeitig als Kippachse zum Einschwenken der Abrichtwerkzeuge in eine Arbeitsstellung und eine Ruhestellung sowie als Vorschubspindel zur Fortbewegung der Abrichtwerkzeuge durch die Schneckengänge des Werkzeuges dient.
- 3. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbar von der Vorschubspindel (29, 29') gehaltene Träger (30) für die Abrichtwerkzeuge mittels eines Füh rungs Stückes (31) von einer ortsfest angebrachten Schablone (3-O beim Abrichten in der vorgesehenen Schwenkstellung gehalten wird.
- 4. Vorrichtung nach Anspiuch 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtwerkzeuge (22) als Schwinghebel ausgebildet sind, deren Lager (34) in einer durch die Hebelachsen gelegten Kbene derart entsprechend dem Flankenwinkel der Schleifschnecke verschwenkbar sind, . daß sie wahlweise entweder die beiden einem Zahn oder einer Lücke (Fig. 7) zugeordneten Flanken bestreichen (l'~ig. 13).
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß für das Weiterschrauben der Schleifschnecke (1) eine Gewindespindel (Ί6) vorgesehen ist, deren Steigung der Steigung der Schleifschnecke, "» multipliziert mit dem Kosinus des von dieser Spindel (10) und der Kbene des Planrades eingeschlossenen Winkels (x), entspricht.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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- 1936-02-26 DE DE1936K0141293 patent/DE692127C/de not_active Expired
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