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Anwendung einer schraubenförmigen Kurvenführung mit Gegenführung zum
Bewirken der Zusatzdrehung des Werkstückes an Wälzfräsmaschinen für schrägverzahnte
Zahnräder Es ist bei Wälzschleifmaschinen bekannt, die der Zahnschräge entsprechende
Zusatzdrehung durch eine ebene Gleitbahn mit Gleitzapfen über Rollbänder und Rollzylinder
denn Werkstück zu erteilen.
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Es ist bei Wälzstoßmaschinen bekannt, die der Zahnschräge ,entsprechende
Zusatzdrehung durch .eine schraubenförmige Kurvenführung dem Werkzeug zu erteilen.
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Demgegenüber betrifft die Erfindung die Zusatzdrehung des Werkstückes
ausschließlich bei Wälzfräsmaschinen, bei denen bekanntlich der getriebliche Aufbau
und die Zuordnung der verschiedenen Bewegungen grundsätzlich anders als bei Wälzschleif-
oder Wälzstoßmaschinen sind. Eine .Anwendung schraubenförmiger Kurvenführungen zur
Erzeugung der Zusatzdrehung des Werkstückesbei Schrägverzahnungen war bisher wegen
der schwierigen getrieblichen Verbindungen zwischen Fräserdrehung, Teilbewegung,
Vorschub, Eilgang und Zusatzdrehung nicht möglich. Durch die Erfindung werden diese
getrieblichen Verbindungen auf ein äußerst geringes Maß zurückgeführt, so daß Vorschub
und Eilgang völlig unabhängig von den anderen Bewegungen arbeiten können.
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Die Zusatzdrehung des Werkstückes wird bei Wälzfräsmaschinen hauptsächlich
auf zwei bekannte Arten erzeugt.
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r. Sie wird mit der Teilbewegung vereinigt, dadurch, daß :diese nicht
nur von der Zähnezahl des zu fräsenden- Werkstückes, sondern auch vom Vorschub und
der Steigung des zu erzeugenden Zahnverlaufes abhängig gemacht wird, d. h. diese
MTerte werden in die Teilwechs.elräder eingerechnet.
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a. Die Zusatzdrehung wird getrennt von der Teilbewegung erzeugt und
dieser mit Hilfe eines Differentialgetriebes übergelagert. Ihre
Größe
wird durch einen besonderen Wechselradsatz geregelt.
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Die unter i genannteArt derZusatzdrehung ergibt einen einfachen Aufbau
der Maschine. Die Einrichtung hat jedoch folgende Nachteile: Da die Teilwechselräder
von Zähnezahl, Steigung und Vorschub abhängig sind und die Steigung keine ganze
oder einfach darzustellende Zahl ist, können diese Wechselräder nur bis zu einer
gewissen Genauigkeit errechnet werden. Mit Änderung des Vorschubes oder der Zähnez<dil
ist eine Neub ereclinung der Wechselräder und deren Auswechslung erforderlich. Nach
dein Zurückfahren des Werkstiickschlittens iui Eilgang nach dein Schnitt steht der
Fräser willkürlich zum Rad. Für (las Fräsen eines zweiten Schnitter mull <las
Rad neu eingestellt «-erden.
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Wenn aber die Forderung gestellt wird, daß nach Beendigung des ersten
Schnittes der Werkstücksohlitten in die Anfangsstellung des zweiten Schnittes so
zurückläuft, (fall (las Werkstück ohne Neueinstellung in einem zweiten Schnitt gefräst
werden kann, rnuß die gesamte Maschine -einschließlich Fräser und Teilbewegung rückwärts
laufen. Dies ist außerordentlich zeitraubend und dauert norinalerweise ebens(dange,
wie der Schnitt selbst.
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Die unter 2? genannte Einrichtung ist heute am gebräuchlichsten und
gestattet, bei särntlichenvorkoinmendenSchrägen die gewünschte Genauigkeit leicht
zu erreichen. Bei Änderung des Vorschubes und der Zähnezahl bleiben die Teilwechselräder
und auch die Difterentialwechselräder dieselben. Beim schnellen Zurückgeben des
Werkstückes ein Eilgang läuft die Schraubbewegung bei Stillstand des Fräsers und
der Teilbewegung rückwärts. Es stehen also auch beim Eilgang Zusatzdrehung und Werkstückcerschiebung
immer in fester Verbindung. Es ist daher möglich, ein Werkstück in mehreren Schnitten
zu fräsen, ohne dieses nach dein 1?ilrücklauf neu einzustellen.
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Bei dieser Art der Zusatzbewegung ist die Eilganggeschtvindi.gkeit
begrenzt, da die Getriebe, welche die Vorschub- und. Zusatzdrehbewe.-ung bewirken,
firn -'vTerhältuis von Vorschub- und Eilganggescliwindigleit schneller laufen müssen.
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Zur Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile wurde eine Zusatzdreheinrichtung
entwickelt, welche ehre Kurvenführung benutzt. Diese hat folgende Vorteile: I. Sie
ist getrieblich ganz außerordentlich einfach.
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Il. Die Vorschubbewegung ist eollkorninen unabhäng i11 von der Teilbewegung,
sie kann also sowohl gleichförmig als auch ungleichföriniZ sein. Dies ist bei der
unter 2 beschriebeneu Art der Zusatzdrehung ebenfalls möglich, bei i hingegen nicht.
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TH. Die Eilganggeschwindigkeit ist praktisch unbegrenzt, da keine
mit hoher Drehzahl laufenden Getriebe erforderlich sind und die übliche Vorschubspindel
mit Mutter ohne weiteres durch einen Zylinder mit Kolben urntl Druckölbetätigung
ersetzt «-erden kann. Dahei befindet sich auch das Werkstuck nach (fern l-#il"aiigrücl@lauf
jederzeit ohne Nerieinstel-Jung in der für eiti#-ii zweite" Schnitt erfor-(lerlichen
Lage.
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Die beiliegenden fünf Abbildungen stellen schematisch die (letriel)epl<iiie
von fL':i@zfräsniaschinen dar mit verschiedenen Ausfülirun-1101i der 7usatzclreliung.
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Abb. i zeigt, wie in bekannter Weise die Zusatzdrehung mit der "feillreivegung
vereinigt wird. In einem parallel zur Werkstückachse verschiebbaren `G'erlcstücJcschlitteu
r ist das @#t'erlatück2 drehbar gelagert. -Es wird gedreht voni Sclineckeiirad 3,
wittl1r-eted (ler Werkstückschlittun von der Spindel -1 und der feststehenden -Mutter
5 verschoben wird. 7)i0 sog. -'orscliubwecliselräcler 6 regeln die Vorschubgeschwindigkeit
abhängig von der Werkstückdrehung. Die sog. Teilwechselrä der 7 1-egeln die Werkstfckdrehung
abhängig von (1; t-Fräserdrehung. Die Teil«-echselrä der? stehen über Welle S, I-Iiilsenl@e-eli-iiderg,
@Velle io rni(1 Kegelräder i i finit dein I räser 12 in Verbindung. Der Antrieb
der 'Maschine kann beispielsweise vom -hegelrad 13 aus erfolgen.
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Abb.2 zeigt. wie in bekannter Weise die Zusatzdrehung getrennt von
der Teilbewegung finit Hilfe eines Differentialgetriebes erfolgt. In einem parallel
zur Werkstückachse verschiebbaren Werkstückschlitten ist das Werkstück 2 drehbar
gelagert. Es wird gedreht vorn Schneckenrad 3. während der Werkstückschlitten durch
Spindel <1 und feststehender .Mutter 5 verschoben wird. Die sog. Vorschubwechselräder
El regeln die Vorschubgeschwintligkeit abhängig von der Werkstiick- . drehung. Die
sog. Teilwecliselr<ider 7 regelte die Werkstückdrehung abhängig von der Fräserdreliung
nach Maßgabe der Zähnezahl des Werkstücks und der Gangzahl des Fräsers. Die sog.
Differentialwechselräder i.1 regeln die dein Werkstück zu erteilende Zusatzdrehung
nach Maßgabe der Zahnschräge. Ihr Antrieb erfolgt von der Vorschubspindel.l aus.
Die Verbindung zwischen Teilwechselrädern und. Fräser erfolgt durch (las Difterentialgetriebe
15 hindurch, im fiebrigen ebenso wie in Abb. i; desgleichen der- Antrieb
der Maschine.
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Abb. 3 zeigt in allein den gleiche" Aufbau, mit Ausnahme des Antriebes
der Differentialwecliselräder von einer feststehenden Zahnstange iG aus, statt durch
die@orschrtl-tspiudel.
Wenn der Werkstückschlitten i vorschiebt,
rollt Ritzel 1,7 auf Stange 16 ab und treibt über Kegelräder 18 die Differentialwechselräder
14 an.
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Abb. d. und 5 zeigen die neue Zusatzdrehung in zwei Ausführungsbeispielen.
In Abb. 4. verschieben sich Teilgetriehe und dazugehörige Teilwechselräder mit dem
Werkstück zusammen wie in Abb. i bis. 3. In A'bb. 5 verschiebt sich nur das Werkstück
mit dem Führungskörper zusammen. Das Teilgetriebe und die Wechselräder verschieben
sich nicht mit.
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In Abb. q. ist wieder Werkstück 2 im Schlitten i drehbar gelagert.
Die Werkstückachse endet unten in einem prismatischen Schaft i9 (Keilwelle). Dieser
gleitet in einem zylindrischen Körper 2o, welcher auf seinem Außenmantel die dem
Zahnverlauf entsprechende Kurve trägt. Er ist im Gestell der :Maschine drehbar,
aber nicht axial verschieblich gelagert. Auf diesem Körper 20 gleitet das Teilrad
3, wenn der Werksti'tckschlitten i verschoben wird. Das Werkstück erhält dabei die
dem Zahnverlauf entsprechende Zusatzdrehung. Die Verschiebung des Werkstückschlittens
kann auf beliebige Art und Weise erfolgen, z. B. durch die insbesondere bei Rotationsmehrspindelwälzfrästnaschinen
bekannte Vorschubkurve oder durch die in Abb. 4, dargestellte Spindel q. mit Mutter
5 oder auch durch Kolben 22 und Zylinder 23 mittels Öldruck. Die, Drehung des Werkstükkes
abhängig von der Drehung des Fräsers nach Maßgabe der Zähnezahl .des Werkstückes
und der Gangzahl des Fräsers wird wie bei den Schemen 2 und 3 durch die Teilwechselräder
7 geregelt.
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Abb. 5 stellt die getrieblich einfachste Ausführung der neuen Zusatzdrehung
dar. Das Werkstück 2 ist wieder drehbar im Schlitten i gelagert. Die Werkstückachse
trägt unmittelbar den Körper 2o mit der Kurvenführung 21. Dieser gleitet bei der
Vorschubbewegung des Werkstückschlittens im Teilrad 3, welches natürlich die zur
Kurve 21 passende Gegenkurve .enthält. Das Teilgetriebe, die Teilwechselräder 7
und der Antrieb 2¢ sind im Maschinengehäuse gelagert. Der Vorschub kann, wie bei
Abb. .#, auf beliebige Weise er folgen, wie es dort an mehreren Beispielen beschrieben
und gezeigt ist.
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An Stelle der in Abb. d. und 5 gezeigten Kurvenführung in Gestalt
eines Zylinders mit schraubenförmiger Leitkurve kann auch ein Leitlineal verwendet
werden. Dessen geradlinige Führung muß entsprechend .dem,Schrägungswinkel der zu
fräsenden Verzahnung schräg zur Werkstückachse liegen. Wenn der Werkstückschlitten
vorschiebt, führt das Leitlineal eine Zahnstange, welche über ein Ritzel, das auf
der Werkstückachse sitzt, dem Werkstück die erforderliche Zusatzdrehung erteilt.