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Vorrichtung für eine Zahnradhobelmaschine zum Hobeln von Außen- oder
Innenverzahnungen Die Erfindung betrifft eine Zahnradhobelmaschine, die mit einem
Stoßrad arbeitet und so ausgebildet ist, daß man mit ihr wahlweise Außenverzahnungen
oder Innenverzahnungen hobeln kann. Zu diesem Zweck wird die Tragklappe des Stoßrades
durch einen umkehrbaren Antrieb in verschiedene Anschlagstellungen gebracht, die
während des Arbeitshubes eine senkrechte Lage der Werkzeugspindel und während des
Rückhubes ein genügend weites Abheben der Werkzeugspindel in der einen oder der
anderen Richtung gewährleisten.
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Bei einer bekannten Maschine dieser Art besteht der umkehrbare Antrieb
zum Abheben aus zwei Nockenwellen, die wahlweise formschlüssig mit der Tragklappe
des Stoßrades gekuppelt werden können und die Tragklappe an die eine oder andere
Seite eines drehbaren Anschlagbolzens andrücken. Im Gegensatz hierzu ist die Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß der umkehrbare Antrieb zum Abheben -aus einer einzigen
um I8o° umstellbaren Exzenterwelle besteht, die über ein selbstsperrendes Kniebebelgestänge
und die nachgiebige Kupplung vom Stößel hin und her bewegt wird unter Begrenzung
der Abhebebewegung durch auf die Tragklappe wirkende Anschläge.
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Die-Verwendung einer einzigen Exzenterwelle bedeutet eine wesentliche
Vereinfachung und eine Verringerung der Abnutzung. Durch die Stärke der gegeneinander
austauschbaren Anschläge läßt sich in einfachster Weise das Maß des Abhebens bemessen.
Dadurch, daß die Exzenterwelle über das Kniehebelgestänge und die nachgiebige Kupplung
vom Stößel hin und her bewegt wird, wird erreicht, daß das Spiel in diesem Übertragungsgetriebe
stets selbsttätig ausgeglichen wird und daher das Stoßrad in- der Arbeitslage eine
durch die auswechselbaren Anschläge eindeutig bestimmte starr festgelegte Stellung
einnimmt, in der die Stoßradspindel senkrecht steht. Die starre Festlegung dieser
Stellung ergibt sich dabei durch die selbstsperrende Wirkung des Kniehebelgestänges.
Darin liegt ein wesentlicher Vorteil gegenüber der be-
kannten Bauart, bei
der die Klappe formschlüssig angetrieben wird. Durch bloßes Umstellen der Exzenterwelle
um i 8o' und durch Auswechseln der Anschläge kann man dabei die Maschine für die
Bearbeitung von Innenverzahnungen herrichten, wenn sie zuvor für die Bearbeitung
von Außenverzahnungen eingestellt war.
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An sich ist es bekannt,. die Tragklappe eines Hobelstahls mit Hilfe
eines selbstsperrenden Kniehebelgestänges abzuheben. Dabei ist jedoch keine Umstellung
der Maschine in der Weise möglich, daß die Abhebebewegung wahlweise in der einen
oder in der anderen Richtung herbeigeführt werden kann. Das gilt auch für eine ebenfalls
bekanntgewordene
Stirnradstoßmaschine, welche eine Abhebevorrichtung
mit kraftschlüssigem Antrieb und einer Exzenterwelle aufweist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht.
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In diesen zeigt Fig. i eine teilweise im Schnitt nach der Linie I-I
der Fig. 3 veranschaulichte Seitenansicht der 'Maschine, Fig. 2 einen von der entgegengesetzten
Seite gesehenen Aufriß des Schaltwerkes unter Fortlassung der das Werkzeug tragenden
Klappe, Fig. 3 einen in zwei verschiedenen Ebenen verlaufenden Schnitt nach den
Linien 3-3 der Fig. 2 und Fig. 4 eine schematische Darstellung der Bewegungsverhältnisse.
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In Fig. i ist der Umruß einer an sich bekannten Zahnradhobelmaschine
veranschaulicht, an deren Rahmen i ein auf und ab beweglicher, als Schlitten am
Maschinenrahmen gelagerter Werkzeugstößel .2 geführt ist. Auf dem Stößel 2 ist ein
Aufsatz 3 befestigt, in welchem eine waagerechte Schneckenwelle :I gelagert ist,
die quer über die Vorderseite des Stößels 2 verläuft. Zwischen den Lagern dieser
Welle ist auf ihr eine als Gehäuse ausgebildete Klappe Io gelagert, in der die hängende
Werkzeugspindel 6 ruht. Das untere Ende der Spindel 6. das in einer von der
Klappe Io gebildeten Buchse gelagert ist, trägt das zahnradförmige Schneidwerkzeug
7, das dazu dient, an dein Werkstück 30 eine Innenverzahnung zu schneiden.
Die hierzu erforderliche Wälzbewegung, welche bewirkt, daß sich der Teilkreis des
zahnradförmigen Werkzeuges 7 auf dein Teilkreis der zu erzeugenden Innenverzahnung
abwälzt, wird in bekannter Weise dadurch erzielt, daß die Schneckenwelle q. in nicht
näher veranschaulichter Weise mit dein Antrieb für den drehbaren, das Werkstück
30 tragenden Aufspanntisch 31 gekuppelt ist. Auf der Welle 4 ist innerhalb des Aufsatzes
3 eine Schnecke 32 befestigt, die finit einem oben auf der Spindel 6 sitzenden Schneckenrad
5 in Eingriff steht. Wird der Aufspanntisch 31 um seine senkrechte Achse durch den
Maschinenantrieb in Drehung versetzt. so wird gleichzeitig die Spindel 6 derart
in Umlauf versetzt, daß sich der Teilkreis des Schneidrads 7 an dem Teilkreis der
zu erzeugenden Innenverzahnung abwälzt.
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Das Schneidrad 7 wird bei der Bewegung des Stößels 2 in der einen
Richtung durch ent-
die Schneckenwelle .I zugestellt, so daß es seinen Arbeitshub ausführt, während
es beider Rückbewegung des Stößels vom Werkstück 3o abgehoben wird, um eine Beschädigung
zu verhindern, da während dieser Rückbewegung des Stößels die weitere Drehring von
Werkstück und Werkzeug erfolgt.
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Diesem Zweck dient erfindungsgemäß das in den Fig. 2 und 3 veranschaulichte
Schaltwerk, welches derart verstellbar ist, daß die Richtung des Ablebens und Zustellens
umgekehrt werden kann, damit man nach Wahl Innen- oder Außenverzahnungen mit der
Maschine bearbeiten kann.
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Dieses Schaltwerk sei nunmehr näher erläutert, und zwar sei angenommen,
daß der Arbeitshub des Stößels in dessen Abwärtsbewegung besteht, während der leere
Rückhub in der Aufwärtsrichtung erfolgt.
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Am Maschinenrahmen i ist eine Zahnstange i i in senkrechter Lage befestigt,
mit welcher ein Zahnrad 12 kämmt, das auf einer Welle 13 verkeilt ist. Diese Welle
ist mit ihren Enden in senkrechten Wandungen des Aufsatzes 3 gelagert (vgl. Fig.
3), so daß sie eine mit jedem Stößelhub wechselnde Drehung erfährt. Auf der Welle
13 ist eine Buchse 14 gelagert, die über eine Schleppkupplung von der Welle
nachgiebig mitgenommen wird. Zu diesem Zweck trägt die Welle einen Bund 33, an den
die Buchse 14 durch einen Ring 3d. angedrückt wird, der auf der Welle verschiebbar,
aber durch eine Feder gegen Drehung gesichert angebracht ist und unter dein Druck
einer Schraubenfeder 35 steht. Diese stützt sich gegen eine auf die Welle 13 aufgeschraubte
'Mutter 36 ab.
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Ferner trägt der Aufsatz 3 zwei Lageransätze 37 und 38, zwischen die
ein Ansatz 39 der Klappe Io greift. In den. Lageransätzen 37, 38 ist eine waagerechte
Welle 17 gelagert, die zwischen den Ansätzen 37, 38 als Exzenterzapfen 4o ausgebildet
ist. Auf diesem Exzenterzapfen ist ein im Querschnitt quadratischer Stein i9 drehbar,
der in einer senkrechten Kulissenführung des Ansazes 39 mit den Gleitflächen 9 geführt
ist.
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Die Welle 17 ragt mit Bezug auf Fig. 3 nach links über den
Lageransatz 38 hinaus und trägt auf ihrem Ende eine Buchse 16 mit einem Lagerauge4i,
an welchem ein Knie-Nebelschenkel 15 drehbar befestigt ist. Dieser greift gelenkig
an einem Arm .42 der Buchse 14 an.
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Die Welle 17 ist in der Buchse 16 um i8o° drehbar befestigt. Zu diesem
Zweck ist die. Welle mit einem Sechskantkopf versehen, so daß man sie mit Hilfe
eines Schraubenschlüssels drehen kann, und ist ferner mit vier um 9o° versetzten
Aussparungen 43 versehen, wie Fig. 2 zeigt, und in die Buchse 16 sind Klemmschrauben
i 8 eingeschraubt, die sich gegen die Wandungen der Aussparungen 43 (-legen und
auf diese Weise die Welle 17 eeL,el? L#rehunLy in der Buchse 16 sichern.
Der
Aufsatz 3 greift ringförmig um die gehäuseartige Klappe Io herum und trägt auswechselbare
Anschlagstücke 20 und 2 z, welche den Schwenkbereich der Klappe Io begrenzen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei der Aufundabbewegung des Stößels
2 dreht sich die Welle 13 hin und her und sucht hierbei die Buchse 14 mitzunehmen,
so daß der Kniehebel 15, 42 abwechselnd gebeugt und gestreckt wird und die Welle
17 in den Lageransätzen 37 und 38 hin und her zu drehen sucht. Der Exzenterzapfen
4o dreht sich hierbei um die Achse a. der Welle 17, so ,daß seine eigene Achse b
mit einer Exzentrizität vom Betrage e hin und her schwingt. Hierbei nimmt der Exzenterzapfen
4o den Stein I9 mit, der zwischen den Gleitflächen 9 der Klappe Io geführt ist und
daher die Klappe Io um die Welle d. zu schwenken sucht. Durch diese Schwenkbewegung
wird das Schneidrad 7 beim Stößelhub in der einen Richtung zum Werkstück zugestellt
und bei Beginn des Stößelrücklaufes vom Werkstück abgehoben.
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Die Größe dieser Schwenkbewegung der Klappe Io wird durch die Anschlagstücke
2o und 21 bestimmt und wird so bemessen; daß die Werkzeugspindel 6 während des Arbeitshubes
senkrecht, also parallel zur Werkstückachse, steht und daß beim Leerhub genügend
Raum zwischen dem Werkstück und den Schneidkanten des Werkzeuges 7 vorhanden ist.
Bei der in Fig. i veranschaulichten Arbeitsweise, bei der eine Innenverzahnung bearbeitet
wird und das Werkzeug im Abwärtshub arbeitet, ist das Anschlagstück 2o so bemessen,
daß die Schneidradspindel beim Anliegen der Klappe Io -am Anschlagstück genau senkrecht
steht.
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Beginnt der Stößel 2 seinen Abwärtshub, so dreht sich die Exzenterwelle
17 infolge des Streckens des Kniehebels mit Bezug auf Fig. 2 entgegen der Uhrzeigerrichtung
und schwenkt hierdurch die Klappe Io bis zur Anlage an das Anschlagstück 20. Hierbei
gelangt der Kniehebel annähernd in die Strecklage. - Ein Überschreiten der Strecklage
wird durch einen Ansatz 22 der Buchse 16 verhindert, gegen den sich der Kniehebelschenkel
15 anlegen kann.
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Nachdem die Klappe Io zur Anlage an das Distanzstück 20 gelangt ist,
wird- die weitere Drehbewegung der Exzenterwelle 17 und der Schleppkupplungsbuchse
14 verhindert, so daß diese auf der Zahnradwelle 13 gleitet. Hierbei sichert der
Kniehebel selbsthemmend die Klappe Io gegen eine rückläufige Schwenkung, die unter
dem Schneiddruck des Werkzeuges 7 eintreten könnte.
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Beginnt nun nach Beendigung des Arbeitshubes die Aufwärtsbewegung
des Stößels, so dreht sich das Zahnrad und damit die Buchse 14 in der entgegengesetzten
Richtung, wodurch der Kniehebel ohne weiteres aus seiner Sperrstellung gelöst und
gebeugt wird und die Exzenterwelle 17 wieder zurückdreht. Infolgedessen wird die
Klappe Io um die Welle q. mit Bezug auf Fig. i nach rechts geschwenkt bis zum Anliegen
am Anschlagstück 21. Dieses ist dünner als das Anschlagstück 2o entsprechend dem
erforderlichen Abheben des Schneidrades 7 vom Werkstück. Hat sich die Klappe Io
an das Anschlagstück 21 angelegt, so verbleiben während der weiteren Aufwärtsbewegung
die Exzenterwelle und die Schleppkupplungsbuchse 1.4 in Ruhe. Unter der Einwirkung
der fortdauernden Drehung der Zahnradwelle 13 wird die Klappe Io in Anlagestellung
so lange gehalten, bis der nächste Abwärtshub des Stößels beginnt.
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Das Werkzeug muß beim Schneiden von Innenverzahnungen mit Bezug auf
Fig. i nach links, von Außenverzahnungen aber nach rechts zugestellt werden, während
das Abheben jeweils in der entgegengesetzten Richtung erfolgen muß. Will man die
Maschine zur Herstellung einer Außenverzahnung umstellen, so werden die Klemmschrauben
i3 gelöst, und die Exzenterwelle 17 wird in der Buchse 16 um I8o° gedreht, worauf
sie in der neuen Stellung durch Anziehen der Klemmschrauben gesichert wird. Sodann
werden die beiden Anschlagstücke 20 und -21 gegeneinander vertauscht, um zu erreichen,
daß nunmehr die Spindel 6 senkrecht steht, wenn die Klappe Io mit Bezug auf Fig.
i in ihre rechte Endstellung vorschwingt. Zu dein gleichen Zweck ist die Anordnung
auch derart getroffen, daß. bei senkrechter Lage der Spindel 6 die Zwischenräume
zwischen der Klappe io und dem um sie herum greifenden Aufsatz 3 beiderseits gleich
groß sind.
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Nunmehr wirkt das Exzenter in umgekehrtem Sinne, und die Anschlagstücke
sorgen dafür; daß die Schneidradachse im Abwärtsgang senkrecht steht. Im Aufwärtsgang
erfolgt das Abheben des Werkzeuges mit Bezug auf Fig. i nach links. .
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Es ist auch möglich, .das Werkzeug im Aufwärtsgang arbeiten zu lassen,
während der Leergang abwärts erfolgt. In diesem Falle kann man ein Vorgelegerad
zwischen der Zahnstänge i i und dem Antriebsrad 12 einschalten oder das Kniegelenk
so anordnen, daß es sich nicht abwärts, sondern aufwärts streckt.
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Die Bewegungsverhältnisse sind in Fig. d. schematisch - veranschaulicht.
Diese - Figur läßt auch erkennen, daß die Wirkungsweise i des verstellbaren Schaltwerkes
darauf beruht, daß das von den Teilen 16 und 17 gebildete.
hin und
her schwingende Schaltorgan so ausgebildet ist, daß die das Schneidrad tragende
Klappe Io wahlweise mit dem über seiner Schwenkachse a. liegenden Punkt b oder mit
dem unter seiner Schwenkachse liegenden Punkt b' verbunden werden kann. Diese wahlweise
Verbindung erfolgt zwar beim Ausführungsbeispiel durch Verdrehen der Exzenterwelle
um I8o°, doch wäre es ebensogut möglich, die Exzenterwelle mit zwei Exzenterzapfen
auszurüsten, von denen der eine über, der andere unter der Achse a liegt, und die
wahlweise mit der Klappe Io verbunden «-erden können.