DE692216C - Verfahren zum Einlaufen von Kegelraedern mit sich schneidenden oder sich kreuzenden Achsen und laengs gekruemmten, auf einem begrenzten Teil ihrer Laenge anliegenden Zaehnen mittels mehrerer Meisterraeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Maschine zum Einlaufen von Kegelrädern mit sich schneidenden oder sich kreuzenden Achsen und längs gekrümmten, nur auf einem begrenzten Teil ihrer Länge anliegenden Zähne.

Es ist bekannt, zum Glätten von Stirnrädern drei gleichmäßig um das Werkrad verteilte Meisterräder zu verwenden. Diese Meisterräder haben unterschiedliche Eingriffswinkel, um die Umkehrpunkte des Zahnhöhengleitens, die in der Regel auf dem Teilkreis liegen, bei dem zweiten Meisterrad mehr nach außen und bei dem dritten Meisterrad mehr nach innen zu verlegen. Es ist auch schon vorgeschlagen, dieses Verfahren bei der Bearbeitung von Kegelrädern zur Anwendung zu bringen.

Mit diesem Verfahren sind aber nicht diejenigen Schwierigkeiten zu beseitigen, mit denen sich die vorliegende Erfindung befaßt. Bei dem bekannten Verfahren kommt es darauf an, auf den Zahnflanken Zonen zu vermeiden, auf denen die Gleitgeschwindigkeit den Wert Null erreicht, auf denen also ein reines Abrollen stattfindet. Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Spiralkegelrädern mit balligen Zähnen die begrenzte Zahrtanlage der normalen Getriebestellung über einen größeren Teil der Zahnlänge auszudehnen. Erschwert wird diese Aufgabe dadurch, daß Zusatzbewegungen hier nicht angebracht sind, weil die Zahnform gewissermaßen durch.Prägen, d. h. bei geringer Gleitgeschwindigkeit, unter hohem Druck geformt werden soll. Mit ge-

wohnlichen Einrollmaschinen kann diese Aufgabe nicht gelöst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in erster Linie darin, daß die Meisterräder, ■5 aus ihrer normalen Getriebestellung zum; Teil nach der einen und zum Teil nach der anderen Seite derart verkippt werden, daß der Mittelpunkt der Zahnanlage bei einem Meisterrad nach den inneren und bei einem κ. anderen Meisterrad nach den äußeren Zahnenden zu liegt. Infolgedessen hüllen die Flanken der Meisterräder die Zahnflanken der einzulaufenden Räder in gegenseitiger Ergänzung ein.

Auf diese Weise wird es möglich, den herzustellenden Kegelrädern trotz der verwickelten Form ihrer längs gekrümmten Zähne die als günstig erkannte Gestalt von den Meisterrädern her aufzuprägen. Außerdem wird durch die neue Bearbeitungsweise eine erhebliche Verkürzung der Einlauf zeit erzielt.

Einzelheiten der 'Erfindung werden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele besehrieben. Es bedeuten:

Fig. ι eine Maschine zum Glätten von Ritzeln in Ansicht von vorn, Fig. 2 eine Ansicht von oben zu Fig. 1, Fig. 3 eine Maschine zum Glätten von Tellerrädern in Ansicht von oben,

Fig. 4 Meisterräder mit ihi-en Lagerungen nach Fig. 3, in Blickrichtung α,

Fig. 5 Meisterräder im Eingriff mit einem Ritzel,

Fig. 6 einzelne Zähne mehrerer Meisterräder im Eingriff mit einem Tellerrad.

In der Darstellung einer Maschine zum Glätten von Ritzeln nach Fig. 1 und 2 ist das zu bearbeitende Ritzel mit 1 bezeichnet. Sein Schaft 2 wird von einem Ritzellager 3 gehalten, das seinerseits in Richtung des Ritzelschaftes . verschiebbar auf einer Schlittenführung 4 sitzt und mittels eines Handrades 5 eingestellt werden kann. Zur Sicherung des Ritzels in seiner Einlaufstellung ist eine Körnerspitze 6 vorgesehen, die nach dem Einsetzen des Ritzels mittels einer hydraulischen Einrichtung 7 schnell und mit ausreichendem Druck gegen das Ritzel vorgeschoben und nach beendetem Einlaufen wieder zurückbewegt werden kann. Die das Ritzellager 3 tragende Schlittenführung 4 und die hydraulische Einrichtung 7 sind auf einem quer zur Ritzelspindel 2 verschiebbaren Träger 8 angeordnet, und zwar sind zur Verminderung des Reibungswiderstandes zwischen Träger 8 und Maschinenbett Rollenlager 9 vorgesehen. Der Träger 8 steht unter der Wirkung von Federn 10, die bestrebt sind, ihn in der dargestellten Endstellung zu halten oder in diese zurückzuziehen. Bestimmt wird diese Endstellung mittels verstellbarer Endschrauben 12.

■ In dem dargestellten Beispiel sind für die ^; .^Bearbeitung ües Ritzels zwei Meisterräder ' f-f. 14 vorgesehen, die, spiegelbildlich zuein-⁴ itpi'der angeordnet, auf voneinander getrennten Achsen 15, 16 sitzen. Die Achse 15 des einen Meisterrades 13 ist drehbar, aber nicht verschiebbar in einem Spindellager 17 gehalten. Sie trägt an ihrem dem Meisterrad abgekehrten Ende ein Schneckenrad 18, das von einer mit einem Motor 19 in Verbindung stehenden Schnecke 20 angetrieben wird. Die Achse 16 des einen Meisterrades 14 steht mit einer hydraulischen Einrichtung 21 in Verbindung. Diese Einrichtung dient zum axialen Verschieben des Meisterrades 14. Der dabei ausgeübte Flüssigkeitsdruck ist an einer Uhr 22 abzulesen. Das Maß der Verschiebung wird von einer Uhr 23 angezeigt. Die Grenzen der Verschiebung werden von Stellschrauben 24 festgelegt. Das diese Einrichtungen zusammen mit der Achse 16 haltende Spindellager 25 ist um eine rechtwinklig zur Spindelachse stehende Achse schwenkbar auf, einem Schlitten 26 angeordnet. Die Verstellung dieses Schlittens erfolgt mittels eines Handrades 2J.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die dargestellte Maschine ausschließlich zur Bearbeitung von Kegelrädern mit sich kreuzenden Achsen eingerichtet ist. Es können natürlich auch Einrichtungen zum wechselweisen Bearbeiten von Rädern mit sich kreuzenden und sich schneidenden Achsen geschaffen werden. In diesem Falle werden die Spindellager zweckmäßig aus der gemeinsamen Spindelebene verstellbar angeordnet, damit Räder verschiedener Achsversetzungen aufgenommen werden können.

In jedem Fall' ist die Einrichtung so zu treffen, daß: die Achsen der Meisterräder in ihrer Grundstellung einen um die Achse des zu bearbeitenden Ritzels geschlagenen Kreis mit dem Radius der Achsverletzung tangieren. Die beschriebenen Korrektureinstellungen erfolgen von dieser Grundstellung aus.

Die Bearbeitungsweise der beschriebenen Maschine ist folgende:

Das Ritzel wird nach dem Verzahnen, also vor dem Härten, auf die beschriebene Maschine gebracht. Die zweckmäßig gehärteten Meisterräder erhalten eine größere Zahnbreite als die zu bearbeitenden Ritzel, um an den Zahnenden der Ritzel einen Grat oder Kantenbildung zu vermeiden.

Die erläuterten Einstellvorrichtungen ermöglichen eine Einstellung der Räder ent-" sprechend der Fig. 5. Zum besseren Verständnis sind in dieser Figur die eingestellten Abweichungen von der üblichen Getriebe-

stellung stark übertrieben wiedergegeben. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, greift das eine Meisterrad 13 mit seinen "inneren Zahnenden 28 und das andere Meisterrad 14 mit. seinen äußeren Zahnenden 29 tiefer in die Zahnlücken des Ritzels 1 ein als die entgegengesetzten Zahnenden. Auf diese Weise kommt die ganze Oberfläche der Ritz-elzähne mit den Zähnen der Meisterräder in ίο Berührung, obwohl ihre ballige Ausbildung eine derartige Anlage zunächst als schwer erreichbar erscheinen läßt.

Nach dem Einsetzen des Ritzels wird das Meisterrad 14 mittels der hydraulischen Einis richtung 21 vorgeschoben. Dabei kommt es zunächst mit dem Ritzel 1 in Eingriff, schiebt dann auch dieses Ritzel mit vor, bis dieses in das zweite Meisterrad 13 eingreift, und die Zähne unter starkem Druck gegenein-. andergepreßt werden. Die Ritzelzähne nehmen dabei die ihnen von den Meisterrädern aufgeprägte Gestalt an. Die beim "Verzahnen entstandenen Ungenauigkeiten werden also beseitigt.

Die Abrollgeschwindigkeit kann verhältnismäßig klein sein. Infolge des hohen Druckes ist zum Einlaufen nur eine verhältnismäßig kurze Zeit erforderlich. Nach Beendigung des Einlaufvorganges bewegen sich Meisterrad und Ritzel wieder in die gezeichnete Anfangsstellung zurück.

Da zur Einhüllung der Ritzelflanken im allgemeinen nur zwei Meisterräder benutzt werden können, empfiehlt es sich, die Zähne der Meisterräder möglichst nach den Zahnlücken des Ritzels zu profilieren, d. h. ihnen nach dem Zahnende zu eine größere Stärke zu geben, so daß sich ihre Flanken weitgehend an die Flanken des Ritzels anschmiegen.

Zur Herstellung derartiger Meisterräder können beispielsweise schneckenförmige Fräser benutzt werden, wie sie bei der Herstellung sog. Palloid-Kegelräder Verwendung Ί5 finden, jedoch mit dem Unterschied, daß ihre Teilmittellinie nicht nach innen, sondern nach außen gekrümmt ist.

Der Aufbau der Maschine zum Bearbeiten von Tellerrädern entspricht in den meisten. Punkten dem Aufbau der beschriebenen Ritzeleinlaufmaschine. Die bestehenden Unterschiede sind aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen. Das zu bearbeitende Tellerrad ist mit 32 bezeichnet. Es sitzt auf der Achse 15, die in dem ersten Beispiel das eine Meisterrad 13 trägt. Auch in diesem Beispiel wird die Achse 15 vom Motor 19 aus angetrieben. Gegenüber dem Tellerrad 32 sind radial zur Tellerradachse drei als Meisterräder ausgebildete Ritzel 33, 34, 35 angeordnet. Die diese Ritzel haltende Lager 36, 37, 38 sitzen i^-adial verschiebbar auf einer Planscheibe 39. Ihre radiale Verschiebung erfolgt mittels Spindeln 40 und Muttern 41. Sie sind außerdem schwenkbar ausgebildet, so daß sie beispielsweise in die in Fig. 4 strichpunktierte eingezeichnete Stellung gebracht werden können. In dieser Stellung tangiert ihre Achse 50 einen Kreis 51. Der Radius dieses Kreises entspricht der Achsversetzung· des fertigen Getriebes.

Diese letzte Einstellung dient im wesentlichen zur Bearbeitung von'Kegelrädern mit sich kreuzenden Achsen. ■

Die Planscheibe 39 ist gegen Drehung gesichert,-kann aber mittels einer hydraulischen Einrichtung 42, die im wesentlichen der hydraulischen Einrichtung 21 der Fig. ι und 2 entspricht, axial verschoben werden. Auch bei dieser Einrichtung ist das Maß der-Ver-Schiebung einstellbar, und die Größe des Vorschubes und des den Vorschub bewirkenden Druckes sind an Uhren abzulesen.

Fig. 6 zeigt schematisch, wie die drei Meisterräder zu dem zu bearbeitenden Tellerrad 32 eingestellt werden.

Von jedem Meisterrad ist nur ein Zahn 43, 44, 45 dargestellt, und zwar des besseren Vergleichs wegen eingreifend in nebeneinanderliegende Zahnlücken, während sie ja in Wirklichkeit entsprechend der Fig. 4 strahlenförmig über den Umfang des Tellerrades 32 verteilt sind. Das durch den Zahn 44 veranschaulichte Meisterrad ist derart eingestellt, daß die Zahnenden nach. innen und außen etwa gleich weit gegen die Ränder des Tellerrades vorstehen. Bei dieser Stellung ergibt sich eine Zahnberührung auf dem mittleren Teil der Zahnlänge, nämlich Vorzugs- " weise auf den Strecken 46 und 47. Im ίου Gegensatz dazu sind .die Zähne 43 und 45 nach innen bzw. außen verschoben und außerdem derart verschwenkt, daß sich bei dem einen Zahn die erhabene Flanke 48 und bei dem anderen Zahn die hohle Flanke 49 über ihre ganze Länge an die entsprechende Flanke des Tellerrades anschmiegt.

Fig. 6 läßt erkennen, daß in diesem Beispiel die hohlen und erhabenen Tellerradflanken von jeweils drei gegeneinander ver- setzten Zahnbogen der Meisterräder eingehüllt werden. Da der Krümmungsunterschied zwischen den hohlen und erhabenen Zahnflanken in der praktischen Ausführung wesentlich geringer ist als in der der besseren Anschaulichkeit halber stark übertriebenen Darstellung, ergeben diese drei Hüllkurven eine ausreichend genaue Umhüllung des Zahnprofils.

Im übrigen besteht natürlich auch bei diesem Beispiel die Möglichkeit, die Zahnflanken der Meisterräder zur besseren Anschmiegung

an das Gegenprofil nach den Zahnlücken des Tellerrades zu profilieren und ihnen nach dem Ende hin eine größere Stärke als in der Mitte zu geben. Durch entsprechende Einstellung der Meisterräder kann die Zahnanlage an die jeweils für zweckmäßig gehaltene Stelle des Zahnes gelegt werden.

Außerdem besteht die Möglichkeit, die Meisterräder untereinander verschieden auszubilden, ihnen beispielsweise in Richtung der Zahnhöhe verschiedene Profile zu geben, um mit einem Meisterrad die Zahnköpfe und mit einem zweiten Meisterrad die Zahnfüße des Gegenrades stärker zu bearbeiten.

Natürlich ist die Erfindung nicht nur auf die dargestellten Beispiele beschränkt. Es sind vielmehr auch Abänderungen wie auch andere Ausführungen möglich. So können beispielsweise an Stelle der in Fig. 4 dargestellten drei Meisterräder auch vier oder mehr zur Anwendung kommen. In diesem Fall wird es sich empfehlen, die Räder auf gegeneinander verschiebbaren Trägern anzuordnen und einzeln· unter Druck zu setzen.

Ferner könnten bei der Ausführung nach Fig. ί bis 3 beide Spindellager verschwenkbar ausgebildet sein. Außerdem hönnen Einstellvorrichtungen vorgesehen werden, die zur besseren Anschmiegung der Flanken ein Verschwenken der Meisterräder aus ihrer gemeinsamen Spindelebene ermöglichen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zum Einlaufen von Kegelrädern mit sich schneidenden oder sich kreuzenden Achsen und längs gekrümmten, auf einem begrenzten Teil ihrer Länge anliegenden Zähnen mittels mehrerer Meisterräder, dadurch gekennzeichnet, daß die Meisterräder aus ihrer normalen Getriebestellung zum Teil nach der einen und zum Teil nach der anderen Seite derart verkippt werden, daß der Mittelpunkt der Zahnanlage bei einem Meisterrad nach den inneren und bei einem anderen Meisterrad nach den äußeren Zahnenden zu liegt, so daß die Flanken der Meisterräder in gegenseitiger Ergänzung die Zahnflanken der einzulaufenden Radzähne in ihrer ganzen Länge' einhüllen (Fig. 6).
2. 2. Maschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einlaufen von Ritzeln (1) zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete, quer zu ihren Achsen verstellbare sowie verschwenkbare Meisterräder (13, 14) vorgesehen sind.
3. 3. Maschine zur Ausübung des · Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einlaufen von Tellerrädern (32) mehrere radial zur Tellerradacbse angeordnete, in Richtung ihrer Achse verstellbare sowie verschwenkbare Meisterräder (33, 34, 35) vorgesehen sind.
4. 4. Maschine nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch zwei etwa gleichachsig zueinander angeordnete Spindelträger (17, 25), von denen der eine (17) ortsfest gelagert mit einer Antriebsvorrichtung (18 bis 20) verbunden ist, während der andere (25) verstellbar mit einer Anzeigevorrichtung (23) für die axiale Verschiebung seiner Spindel (16) ausgerüstet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen