DE805344C

DE805344C - Nach dem Abwaelzverfahren arbeitende Verzahnungsmaschine

Info

Publication number: DE805344C
Application number: DEP2509A
Authority: DE
Inventors: Leonard O Carlsen; Arthur L Stewart
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1947-10-15
Filing date: 1949-04-08
Publication date: 1951-05-17
Also published as: CH289771A; GB680104A; FR969443A; US2667818A; GB680183A

Description

Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Verzahnungsmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinen zur Herstellung von Zahnrädern, insbesondere zum Erzeugen von Zahnrädern mit längs gekrümmten Zähnen, wie Spiralkegelräder und Hyperboloidräder, im Abwälzverfahren mit schrittweiser Teilbewegung.
Bei Maschinen mit schrittweiser Teilbewegung zum Erzeugen von Zahnrädern nach dem Abwälzverfahren umfaßt ein vollständiges Arbeitsspiel das Ineingriffbringen von Werkzeug und Werkstück, das Abwälzen beider relativ zueinander zur Erzeugung einer oder mehrerer Zahnflanken, den Rückzug zum Außereingriffbringen von Werkzeug und Werkstück und schließlich die Teilbewegung des Werkstücks. Dieses Arbeitsspiel wird für jeden Zahn wiederholt, bis das Werkstück vollständig bearbeitet ist. Bei einer Maschine zum Abwälzerzeugen von Kegel- oder Hypoidzahnrädern wird das Abwälzen durch die Pendelbewegung einer Wiege bewirkt, in der das Werkzeug oder das Werkstück gelagert ist, während gleichzeitig in zeitlichem Einklang damit das Werkstück um seine Achse gedreht wird. Dadurch erfährt das Werkstück gegenüber dem Werkzeug eine solche relative Wälzbewegung, als ob es mit einem Zahnrad kämmt, dessen Flankenflächen durch die Schnittkanten des Werkzeugs beschrieben werden. Die Abwälzerzeugung kann sowohl während des Vorwärts-und Rückwärtspendelns der Wiege erfolgen, und am Ende der Rückwälzung kann dem Werkstück die Teilbewegung erteilt werden; es ist aber auch möglich, nur bei der Wälzung in der einen Richtung die Verzahnung zu erzeugen, dann Werkzeug und Werkstück außer Eingriff zu bringen und die Teilbewegung bei der Rückwälzung durchzuführen.
Die bisher gebräuchlichen Abwälzverzahnungsmaschinen für Kegel- und Hypoidräder, die mit dem Verfahren der schrittweisen Teilbewegung arbeiten, werden in zwei Bauarten hergestellt, nämlich mit Segmentwälzung und mit Getriebewälzung. Bei den Maschinen mit Segmentwälzung kämmt ein verzahntes Segment am Werkstück mit einem verzahnten Segment am Werkzeug, so daß die Pendelbewegung der Wiege mittels der kämmenden Segmente dem Werkstück die mit der Pendelbewegung in zeitlichem Einklang erfolgende Drehung erteilt. Die Pendelbewegung kann der Wiege durch einen Nocken oder durch einen Exzenter erteilt werden. Bei Maschinen mit Getriebewälzung werden sowohl die Wiege als auch die Werkstückspindel durch Getriebe in Drehung versetzt, welche Wechselräder enthalten, um ihre relativen Bewegungen abzustimmen. Um die Pendelbewegung der Wiege und den erforderlichen Umlauf des Werkstücks herbeizuführen, ist ein Umsteuermechanismus vorgesehen, der diese beiden Getriebezüge periodisch umsteuert.
Maschinen mit Segmentabwälzung sind von verhältnismäßig einfacher Bauart, weil die Umsteuerung durch den stetig in einer Richtung umlaufenden Nocken oder Exzenter herbeigeführt wird, während der zeitliche Einklang der Bewegungen von Werkzeug und Werkstück unmittelbar durch die beiden Segmente gewährleistet ist. jedoch sind Maschinen mit Segmentabwälzung mehr oder weniger Einzweckmaschinen, weil für jedes herzustellende Zahnradmuster auch ein besonderes Segment benötigt wird. Um für den vollen Arbeitsbereich der Maschinen alle in Betracht kommenden Segmente vorrätig zu halten, sind daher erhebliche Anlagekosten erforderlich, die derartige :Maschinen als Universalmaschinen unwirtschaftlich erscheinen lassen.
:Maschinen mit Getriebeabwälzung haben den Vorteil, daß sich das Abwälzverhältnis zwischen Werkzeug und Werkstück für verschiedene Zahnradmuster einfach dadurch ändern läßt, daß man Wechselräder vertauscht, die verhältnismäßig billig sind. Die üblichen Maschinen mit Getriebeabwälzung erfordern aber, wie erwähnt, einen Umsteuermechanismus, der verwickelt ist, sich nur schwierig in seiner zeitlichen Wirkung genau einstellen läßt und die Baukosten verteuert, wenn er geräuschlos arbeiten soll.
Bei Maschinen mit Getriebeabwälzung der gebräuchlichsten Bauart zum Abwälzerzeugen von Spiralkegelrädern und Hypoidrädern mit Messerkopf oder topf- oder tellerförmiger Schleifscheibe sind zwei Schrägeinstellungen für die Werkzeugspindel erforderlich, abgesehen von der Einstellung für den Spiralwinkel der zu erzeugenden Verzahnung. Diese beiden Schrägeinstellungen dienen der Beherrschung des Zahntragens. Sie gestatten es, ein Zahnrad herzustellen, das durch Abwälzung an einem gedachten Zahnrad mit profilierten Zahnflanken erzeugt wird oder durch Abwälzung an einem gedachten Planrad erzeugt wird. Auch ermöglichen es die Schrägeinstellungen, ein einziges Werkzeug zu verwenden, um Verzahnungen mit verschiedenem Eingriffwinkel herzustellen. Bisher erforderte mindestens eine dieser Schrägeinstellungen die Schwenkung um eine Gelenkachse. Das bringt aber die schwierige Aufgabe mit sich, das Werkzeug in der schrägen Lage starr festzuklemmen.
Bei den üblichen Spiralkegel- und Hypoidverzahnungsmaschinen mit Getriebewälzung wälzen sich Werkzeug und Werkstück mit gleichförmiger Geschwindigkeit aneinander ab. Das gilt auch dann, wenn das Abwälzverhältnis während der Erzeugung der Verzahnung geändert wird. Aus diesem Grunde weisen Spiralkegel- und Hypoidräder, die mit den üblichen Maschinen mit Getriebewälzung geschnitten sind, Facetten auf, die über die Zahnflanken der Länge nach ungleichmäßig verteilt sind. Am verjüngten Zahnende liegen die Facetten dichter aneinander als am breiten Zahnende. Das bedeutet, daß die Zahnflanken an Maschinen der bisher üblichen Bauart am breiten Zahnende nicht so gut bearbeitet sind wie am verjüngten Zahnende.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine nach dem Abwälzverfahren arbeitende Verzahnungsmaschine zu schaffen, welche die Vorteile der Maschine mit Segmentabwälzung mit den Vorzügen vereinigt, die den Maschinen mit Getriebeabwälzung eigen sind, ohne deren Nachteile zu haben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Maschine zum Abwälzerzeugen von Kegel- und Hypoidrädern zu schaffen, bei der der Antrieb des Werkstücks und der Wiege durch Getriebezüge mit Wechselrädern erfolgt, aber ohne eine Umsteuervorrichtung für den Antrieb der Wiege zu erfordern.
Schließlich bezweckt die Erfindung, eine Abwälzmaschine zur Verzahnung von Spiralkegel- und Hypoidrädern mit längs gekrümmten Zähnen zu schaffen, bei denen die Werkzeuglagerung und der Antrieb viel starrer und robuster erfolgen als bei bekannten Maschinen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Maschine so zu gestalten, daß der Messerkopf im Winkel eingestellt werden kann, um ein Kegelrad mit profilierter Verzahnung darzustellen, oder aber auch eine Einstellung erfahren kann, in der er ein Planrad repräsentiert. Auch soll sich der Messerkopf so schräg stellen lassen, daß man mit ihm Verzahnungenvonverschiedenem Eingriffwinkel schneiden kann. Beide Einstellungen sollen sich dabei ohne Schwenkung um eine Gelenkachse erzielen lassen. Ferner soll sich die Werkzeuglagerung durch einfache und gedrängte Bauart trotz der zahlreichen verschiedenen Einstellmöglichkeiten und des großen Einstellbereichs auszeichnen.
Auch soll es bei der neuen Abwälzmaschine zum Erzeugen von Spiralkegel- und Hypoidrädern möglich sein, beim Antrieb von Werkstück und Wiege über Getriebezüge mit Wechselrädern die Wälzgeschwindigkeit so zu steuern, daß an bestimmten Punkten längs der Zahnflanke die Wälzung beschleunigt oder verzögert wird, je nach `'Wunsch. Insbesondere soll dabei zu erreichen sein, daß übe-- tlie ganze Länge der Zahnflanke hin gleich breite Schnittfacetten entstehen und daher die Bearbeitungsfeinheit am breiten Zahnende genau so gut ist wie am verjüngten Ende des Zahnes.
Die Maschine soll daher bei einfacher Bauart universal verwendbar sein.
Weitere Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den Patentansprüchen. Erfindungsgemäß wird die Abwälzbewegung durch eine Nockentrommel herbeigeführt, welche Wiege und Werkstückspindel über ein Segment und getrennte Getriebezüge treibt, die je Wechselräder enthalten. Durch die Verwendung des Nockens erübrigt sich eine Umsteuervorrichtung, und es vereinfacht sich die ganze Bauart der Maschine. Überdies läßt sich durch entsprechende Gestaltung der Leitkurve der Nockentrommel die Abwälzgeschwindigkeit beliebig steuern. Man kann für verschiedene herzustellende Zahnradmuster ein verschiedenes Abwälzverhältnis wählen, was durch Wahl entsprechender Wechselräder geschieht. Auch kann man bei Verwendung von Nockentrommeln mit entsprechend gestalteten Leitkurven die Abwälzgeschwindigkeit so beherrschen, daß über die ganze Länge der Zahnflanken hin die Facetten gleichmäßig breit werden, wenn man mit Hilfe eines umlaufenden Messerkopfes Spiralkegel- oder Hypoidräder schneidet.
Erfindungsgemäß ist der Spindelstock für das Werkzeug einer nach dem Abwälzverfahren arbeitenden Verzahnungsmaschine für Spiralkegel- oder Hypoidräder um 36o' drehbar in einer Drehscheibe gelagert, und zwar um eine Achse drehbar, die zur Spindel geneigt verläuft, während die Drehscheibe ihrerseits um 36o' drehbar und exzentrisch in einer Trommel gelagert ist. Dabei verläuft die Achse der Drehscheibe parallel in einigeln Abstand von der Trommelachse. Die Trommel dreht sich ihrerseits um 36o' in der Wiege, und zwar um eine Achse, die wiederum parallel zur Achse der Wiege und im Abstand von dieser verläuft. Die Wiege kann sich nicht nur im Maschinengestell hin und her drehen, sondern ist um volle 36o' einstellbar gelagert. Durch Winkelverstellung der Exzentertrommel an der Wiege ändert sich die radiale Lage bzw. der Abstand des Werkzeugs von der Wiegenachse. Durch Einstellung der Wiege im Maschinengestell kann man das Werkzeug um die Wiegenachse verschwenken. Auf diese Weise läßt sich das Werkzeug in jede Stellung bringen, die es für die Herstellung eines Zahnrades mit irgendeinem gewünschten Spiralwinkel einnehmen muß. Durch Verdrehungen der Drehscheibe und des Spindelstocks läßt sich das Werkzeug derart kippen, daß es jedes beliebige gedachte Kegelrad oder Planrad für die Zwecke der Abwälzerzeugung darzustellen vermag und dabei Verzahnungen mir verschiedenem Eingriffwinkel zu erzeugen gestattet. Dabei ist die ganze Bauart sehr gedrängt und robust.
In den Zeichnungen zeigt Fig. i einen Aufriß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit abgenommenem Deckel, Fig.2 einen Grundriß unter Fortlassung einiger Teile, Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch die Maschine zur Veranschaulichung einer Vorderansicht der das Werkzeug tragenden Wiege, Fig. I einen Teillängsschnitt durch die Wiege mit der Lagerung des Werkzeugs und seines Antriebs, Fig.5 eine Seitenansicht des am Wiegengehäuse angebrachten Lagerbocks zur Darstellung des Abwälz- und Vorschubwerks, wobei einige Teile abgebrochen wiedergegeben sind, Fig. 6 eine Rückansicht desselben Lagerbocks unter abgebrochener Darstellung einiger Teile, Fig. 7 eine Ansicht dieses Lagerbocks von vorn mit dem Antrieb für die Nockentrommel und die Teilvorrichtung der Maschine, Fig. 8 eine ähnliche Ansicht nach Entfernung einiger Teile zur Darstellung der dahinterliegenden Einzelheiten, Fig. 9 einen Schnitt durch den Triebling des Malteserkreuzantriebs für die Teilvorrichtung, Fig. io eine Ansicht eines Nockens und Auslösehebels für die Teilvorrichtung, Fig. ii und 12 einen Aufriß und Seitenansicht weiterer Einzelheiten des Gesperres, Fig.13 einen waagerechten Teilschnitt nach der Linie 13-r3 der Fig. 8, Fig. 14 einen Teilschnitt zur Darstellung von Einzelheiten des Wiegenantriebs, Fig. 15 einen Teilschnitt zur Darstellung des Vorschubtriebwerks der Maschine, Fig.16 einen Teilschnitt zur Veranschaulichung des Triebwerks zum Zurückziehen des Werkstücks in die Beschickungslage und Vorschieben in die Bearbeitungslage, und zwar quer zu Fig. 15 betrachtet, Fig. 17 einen senkrechten Querschnitt durch den Werkstückhalter der Maschine, Fig. i8 einen Längsteilschnitt durch den Werkstückhalter in etwas kleinerem Maßstab als Fig. 16, Fig. i9 ein Schema des Antriebs der Maschine, Fig.2o das Antriebsschema für eine abgeänderte Ausführungsform, Fig.21 und 22 schematische Darstellungen verschiedener Einstellungslagen des Messerk;>pfes, Fig. 23 eine schematische Darstellung, um zu zeigen, wie der Messerkopf bei einer bestimmten Einstellungslage ein gedachtes Planrad zii verkörpern vermag, d. h. ein Kegelrad mit dem Kegelwinkel i 8o ° ; Fig. 24 zeigt, wie der Messerkopf bei einer anderen Einstellage mit seinen Schnittkanten die Zahnflankenfläche eines Zahnrades beschreiben kann, dessen Kegelwinkel wesentlich kleiner ist als i8o°, Fig. 25 eine quer zu den Darstellungen der Fig. 23 und 2:1 betrachtete Darstellung, welche zeigt, welche Lage der Messerkopf einnimmt, wenn er ein gedachtes Zahnrad darstellen soll, das Zähne mit einem positiven Spiralwinkel wiedergibt, Fig. 26 eine schematische Darstellung, welche zeigt, wie ein Messerkopf mit einem gegebenen Eingriffwinkel der Messer in der Maschine der vorliegenden Erfindung derart eingestellt werden kann, daß sich verschiedene wirksame Eingriffwinkel für den Schnittvorgang ergeben; Fig. 27 zeigt schematisch die Stellungen eines Messerkopfes und eines Rohlings für ein Ritzel beim Beginn und beim Ende der Abwälzbewegung, bei welcher eine Spiralkegel- oder Hypoidverzahnung erzeugt wird; Fig. 28 und 29 sind Längsschnitte durch die Zahnlücken eines Zahnrades oder Ritzels mit längs gekrümmter Verzahnung sowie eine perspektivische Teilansicht der Zahnlücke, wobei ersichtlich ist, warumentsprechendeTeile des Zahnprofils nichtgleichzeitig längs der ganzen Zahnlücke zum Schnitt gelangen; Fig. 30 ist eine Teilansicht eines Spiralkegelritzels, wie es auf den üblichen Abwälzmaschinen erzeugt wird, wobei man erkennt, wie die Schnitte schräg über die Zahnflanke verlaufen, wenn die Messer diese von dem einen zum andern Zahnende überfahren, und schließlich zeigt Fig.31 eine entsprechende Darstellung, welche wiedergibt, wie diese Profilschnitte bei der Maschine der vorliegenden Erfindung gleichen Abstand voneinander erhalten.
An dem einen Ende der Grundplatte 3o der Maschine ist das Gehäuse 31 (Fig. 3) für die Wiege befestigt, während die Grundplatte an ihrem andern Ende eine Drehscheibe 32 (Fig. 2) trägt. Im Gehäuse 31 ruht auf Wälzlagern 33 und 34 eine Wiege 35, die in Fig. 4 nur zum Teil wiedergegeben ist.
In der Wiege ist auf Gleitlagern 41 und 42 eine Trommel 40 um eine Achse drehbar gelagert, die parallel zur Wiegenachse und in einem gewissen Abstand von dieser verläuft. Die Trommel 40. läßt sich zum Zwecke ihrer Einstellung in der Wiege um 36o' drehen. In dieser Trommel ist wiederum auf Gleitlagern 46 und 47 eine Drehscheibe 45 gelagert, deren Achse parallel zu derjenigen der Trommel 40 und in einem gewissen Abstand von dieser verläuft. Die Drehscheibe ist innerhalb der Trommel ebenfalls um 36o' zwecks Einstellung drehbar. In der Drehscheibe 45 ist auf Gleitlagern 51 und 52 drehbar ein Spindelstock 5o angebracht, und zwar verläuft die Drehachse der Lager 51 und 52 geneigt zur Achse der Drehscheibe. Im Spindelstock schließlich ruht auf Wälzlagern 56 und 57 die Frässpindel 55, und zwar ihrerseits geneigt zur Achse der Drehscheibe.
Der Messerkopf C läßt sich an der Spindel 55 irgendwie befestigen, zum Beispiel mittels einer Spannschraube 61, die in eine Gewindebohrung der Spindel 55 eingreift. Die Bauart des Messerkopfes bietet an sich nichts Neues. Es kann sich dabei um einen Messerkopf mit einer Abrichtscheibe 62 (Fig. 4) handeln, die an der Rückseite des Messerkopfes bei 63 (Fig. 3) angeschraubt ist, Bei 64 erkennt man in Fig. 3 die von der Stirnseite des Messerkopfes vorspringenden Messer.
Die Werkzeugspindel 55 wird während des Betriebs der 'Maschine ständig angetrieben, und zwar von einem `Motor 7o aus Fig. 6 und i9, der am Wiegengehäuse 31 angebracht ist und dessen Ankerwelle mit einer im Gehäuse 31 gelagerten Welle 71 gekuppelt ist, die ein Kegelrad 72 trägt, das mit einem Kegelrad 73 kämmt. Dieses sitzt auf einer Welle 74, auf der ein Stirnrad 75 befestigt ist. Auch die Welle 74 ist im Gehäuse 31 gelagert.
Das Stirnrad 75 treibt ein Stirnrad 76 an, dessen Welle 77 ein Stirnritzel 78 aufweist. Dieses kämmt mit einem Stirnrad 79, das auf einer Welle 8o befestigt ist. An dieser ist ein Stirnrad 8i angebracht, das ein Stirnrad 82 antreibt (Fig. i9 und 4). Während die Wellen 77 und 8o im Wiegengehäuse 31 gelagert sind, ist die Welle 8q., auf der das Stirnrad 82 befestigt ist, mittels Wälzlagern 85 und 86 in einer Buchse 87 gelagert, die in einem an der Wiege 35 bei 89 angeschraubten Bock 88 ruht. Die Buchse ist bei 9o in einem Lager 9i angeschraubt, das in dem Wiegengehäuse 31 gelagert ist.
Die Welle 84 verläuft gleichachsig mit der Wiege 35 und trägt auf ihrem inneren Ende ein aufgekeiltes Ritzel 95. Dieses kämmt mit der Stirnverzahnung 96 einer Welle 97, die auf Wälzlagern 98 und 99 in einer Buchse ioo ruht, die bei ioi an der Wiege angeschraubt ist.
Die Welle 97 verläuft gleichachsig mit der Trommel 40 und trägt auf ihrem inneren Ende ein aufgekeiltes Ritzel 105. Dieses kämmt mit einem Stirnrad io6, das auf dem äußeren Ende einer Welle 107 befestigt ist, die auf Wälzlagern io8 und iog in der Drehscheibe 45 gelagert ist. Die Welle 107 hat an ihrem inneren Ende einen Kegelzahnkranz iio, der mit einem Kegelrad 115 kämmt. Dieser ist auf einer Buchse 116 aufgekeilt, die mittels Wälzlagern 117 und 118 auf einer Achse 120 läuft.
Die Achse 120 ist in der Drehscheibe eingesetzt und an dieser gegen Längsverschiebung durch eine Mutter 121 gesichert. Die Buchse 116 hat eine Stirnverzahnung 125, die mit dem Zahnkranz 126 einer Welle 127 kämmt. Diese ruht auf Wälzlagern 128 und 129 innerhalb einer Buchse 13o, die in dem Spindelstock 5o eingesetzt ist.
An ihrem inneren Ende trägt die Welle 127 ein aufgekeiltes Kegelrad 135. Dieses kämmt mit einem Kegelrad 136, dessen Welle 137 mittels Kugellagern 138 und 139 im Spindelstock 50 läuft und deren Achse quer zu derjenigen der Messerkopfspindel55 angeordnet ist. Die Welle 137 hat an ihrem inneren Ende eine Kegelradv erzahnung 140. Mit dieser kämmt ein Kegelrad 141, das auf der Messerkopfspindel 55 sitzt und an dieser bei 142 festgeschraubt ist.
Die Achse 120 verläuft gleichachsig mit dem Spindelstock 50 und daher geneigt zu den Achsen der Drehscheibe 45 und der Messerkopfspindel 55. Dabei liegen die Achsen in einer gemeinsamen Ebene, nämlich der Zeichenebene der Fig. 4. Wird der Spindelstock 50 zwecks Einstellung gedreht, so schwingt die Achse der Spindel 55 um die Achse 120 und beschreibt dabei eine Kegelfläche um diese Achse. Bei dieser Verstellung wälzt sich das Zahnrad 126 auf dem Zahnrad 125 ab, und die Achse der Messerkopfspindel pendelt um die Spitze dieser Kegelfläche.
Die Wiege 35 erfährt eine Pendelbewegung. Dabei kann der Messerkopf bei der Bewegung der Wiege nur in der einen Richtung oder bei der Hin- und Rückpendelung zum Schnitt gelangen, je nachdem, welche der bekannten Abwälzverfahren angewendet werden.
Die Wiege erfährt ihren Pendelantrieb durch eine Schubkurventrommel i5o (Fig. 5, 6 und i9). Diese Trommel hat mehrere Schubkurvennuten 151, 152 und 153. Sie ist auf einer Welle 55 aufgekeilt, die mittels Wälzlagern 156 und 157 in einem am Wiegengehäuse 31 angeschraubten Lagerbock 158 läuft. Die Schubkurven 151 und 1,52 steuern in der später erläuterten Weise den Vorschub und Rückzug des Werkstücks gegenüber dem Werkzeug, während die Schubkurve 153 die Wiege antreibt.
In der Kurvennut 153 läuft eine Kegelrolle 16o, die mit Wälzlagern 161 auf einem Zapfen 162 eines Pendelarmes 165 gelagert ist. Bei 163 ist der Zapfen 162 am Pendelarm angeschraubt. Dieser ist mit seinem unteren Ende durch Wälzlager 166 auf einer Achse 167 gelagert, die bei 168 am Lagerbock 158 angeschraubt ist. Der Zapfen 162 ragt durch einen gebogenen Schlitz 169 des Nockengehäuses 164 heraus, so daß die Rolle 16o in die Schubkurvennut 153 eingreifen kann. Der Bogenschlitz verläuft konzentrisch zur Achse 167.
Am äußeren Ende des Pendelarms 165 ist bei 171 ein Segment 170 mit einer Stirnverzahnung angeschraubt. Dieses Zahnsegment kämmt mit einem Stirnrad 175, das auf einer im Lagerbock 158 laufenden Welle 176 befestigt ist. Das Stirnrad 175 seinerseits kämmt mit einem Stirnrad 178, dessen Welle 179 ein zweites Stirnrad r8o trägt. Dieses kann in Eingriff gebracht werden mit einem Stirnrad 181, einer Welle 182 oder auch mit einem Stirnrad 183 einer Welle 184. Ein zweites auf dieser Welle 184 befestigtes Stirnrad 185 kämmt mit einem Stirnrad 186 der Welle r82. Diese läuft auf Wälzlagern 187 und 189 (Fig. 4 im Lagerbock 158 und weist eine Hypoidverzahnung 188 an ihrem inneren Ende auf. Diese Verzahnung kämmt mit einem Hypoidtellerrad rgo, das auf rgr (Fig. 4) an der Wiege 35 gleichachsig zu dieser angeschraubt ist. Das Zahnsegment 170 (Fig. 6) läuft auf einer bogenförmigen Führungsfläche 172 (Fig. 5) und wird in Anlage an dieser durch eine Leiste 173 gehalten, die bei 174 am Nockengehäuse 164 angeschraubt ist. Dadurch wird ein ruhiger Lauf des Pendelarms 165 sichergestellt. Die Führungsfläche 172 verläuft im Bogen um die Achse 167 herum.
Die Kurventrommel r5o macht eine Umdrehung für jedes der Bearbeitung eines Werkstückzahnes dienende Arbeitsspiel, wie später noch näher zu erläutern ist. Über das erläuterte Getriebe versetzt daher die Schubkurve 153 die Wiege in eine Pendelbewegung mit einer Hinundrückschwingung je Arbeitsspiel. Ob die Wiege aufwärts und dann abwärts oder umgekehrt abwärts und dann aufwärts bei einem Arbeitsspiel schwingt, hängt davon ab, ob die Welle 182 über die Zahnräder r8o oder 181 angetrieben wird oder über die Zahnräder r8o, 183, 185 und 186.
Zum Antrieb der Welle r82 über die Zahnräder 18o und 181 werden die Wechselräder 183 ausgebaut, während zum Antrieb der Welle 182 in der entgegengesetzten Richtung die Wechselräder 181 herausgenommen werden können.
Die Welle 182 kann man zur Einstellung der Wiege 35 um ihre Achse von Hand drehen. Die Winkeleinstellung der Trommel 40 um ihre Achse erfolgt durch Drehung eines Zapfens 192, der in der Wiege 35 gelagert ist und ein Ritzel trägt, welches mit einem an der Trommel 4o befestigten Stirnrad 193 (Fig. 4) kämmt. Die Winkeleinstellung der Drehscheibe 45 innerhalb der Trommel 4o erfolgt durch Drehen einer Welle 194 (Fig. 3), deren nicht dargestelltes Ritzel mit einem Stirnrad r99 (Fig. 4) kämmt. Dieses ist be 202 an der Drehscheibe 45 angeschraubt. Die Winkel einstellung des Spindelstocks 5o in der Drehscheibe 4; geschieht durch Drehen einer Welle 207 (Fig. 3 und 4) deren Ritzel 208 mit einem am Spindelstock 5o be festigten Stirnrad 2o9 kämmt.
Eine ringförmige Halteleiste 217, die bei 218 ar dem Wiegengehäuse angeschraubt ist, sichert dic ,Wiege gegen axiale Verschiebung in ihrem Gehäusf und weist eine in Fig. 3 gezeigte Teilung auf, die mii Hilfe eines NOniUS 217' eine genaue Ablesung dei Winkellage der Wiege gestattet. Der Nonius ist ar der Wiege befestigt. Ein geteilter Ring 2r9 an dei Wiege 35 ermöglicht mit Hilfe eines an der Trommel 4c befestigten Nonius 219' eine genaue Ablesung der Winkellage der Trommel 40 innerhalb der Wiege. Eine ringförmige Halteleiste 221 (Fig. 3 und 4), die an det Trommel bei 227 angeschraubt ist, sichert die Drehscheibe 45 gegen axiale Verschiebung in der Trommel. Auch diese Halteleiste hat eine Teilung, die mit Hilfe eines an der Drehscheibe angebrachten Nonius 221' eine genaue Ablesung der Winkellage der Drehscheibe in der Trommel 4o ermöglicht. Schließlich ist an der Drehscheibe 45 eine ringförmige Halteleiste 229 befestigt, die den Spindelstock 5o gegen axiale Verschiebung in der Drehscheibe 45 sichert und mit einem am Spindelstock 5o befestigten Nonius 229' die genaue Einstellung des Spindelstocks gestattet. Schließlich trägt noch der Spindelstock 5o (Fig. 4) einen bei 237 angeschraubten Ring 236 zur Sicherung der Spindel 55 innerhalb des Spindelstocks.
Wie Fig. 4 zeigt, liegt die Welle 84 gleichachsig mit der Wiege, die Welle 97 gleichachsig mit der Trommel 40, die Welle 107 gleichachsig mit der Drehscheibe 45 und die Achse 120 gleichachsig mit dem Spindelstock 5o. Daher kann der Antrieb des Messerkopfes in jeder denkbaren Einstellage erfolgen, ohne daß hierzu Gelenkwellen erforderlich wären. Dadurch läßt sich größte Genauigkeit mit geringstem Leergang im Getriebe vereinigen. Die Vorderfläche der Wiege und diejenige der Trommel 40 liegen parallel quer zu ihren Achsen. Die Vorderfläche der Drehscheibe 45 hingegen ist schraubenförmig gestaltet, um den Spindelstock 5o aufnehmen zu können, dessen Achse zu derjenigen der Drehscheibe geneigt ist. Die Vorderfläche des Tragringes 236 liegt senkrecht zur Achse der Spindel 55 (Fig.4).
Die Nockentrommel r5o wird von einer Welle 74 (Fig. r9) angetrieben, und zwar ist auf dieser ein Stirnrad 195 befestigt, das mit einem Stirnrad 196 kämmt. Dieses ist an einer Welle 197 befestigt, welche ein zweites Stirnrad 198 trägt, das mit einem Stirnrad 200 kämmt. Die Welle gor dieses Zahnrads ist durch ein Stirnradpaar 203, 205 mit einer Welle 2o6 gekuppelt. Diese treibt über ein Kegelradpaar 210, 211 (Fig. 7, 8 und r9) eine Welle 212 an, die mittels Wälzlager 209 und 214 in einem Lagerbock 389 läuft, der am Wiegengehäuse 31 befestigt ist. Die Welle 212 schließlich treibt durch ein Hypoidritzel 213 ein Tellerrad 215 an, das an dem einen Ende der Schubkurventrommel bei 216 (Fig.5) angeschraubt ist. Die Übersetzung des beschriebenen Getriebes ist so bemessen, daß die Trommel r5o für jedes Arbeitsspiel, bei welchem eine oder mehrere Zahnflanken bearbeitet werden, einen Umlauf vollführt.
Während der Abwälzerzeugung der Zahnflanken wird das Werkstück in zeitlichem Einklang mit der Wiege in Drehung versetzt. Der hierzu dienende Antrieb ist von der Welle 182 (Fig. 14 und i9) abgeleitet. Diese ist mittels eines Kegelradpaars 220, 221 mit einer Welle 222 gekuppelt, die im Lagerbock 158 auf Wälzlagern 223 und 224 läuft und durch ein Stirnradpaar 225, 226 mit einer kurzen Welle 227 gekuppelt ist. Diese ist in einer Wechselräderschere 228 (Fig. 5) gelagert, die von der üblichen Bauart sein kann und um einen Zapfen 229 geschwenkt werden kann und sich in jeder Winkellage mittels einer Schraube 236 festklemmen läßt. Die kurze Welle 227 trägt an ihrem äußeren Ende ein Stirnrad 230, das mit einem Stirnrad 231 an der Welle 232 kämmt (Fig. 13 und i9). Diese Welle läuft unmittelbar auf Kugeln 233 innerhalb einer Buchse 234, die bei 235 am Lagerbock 158 angeschraubt ist.
Die Welle 232 hat an ihrem inneren Ende ein Kegelrad 240. Dieses stellt das eine Sonnenrad eines Planetengetriebes dar, das insgesamt mit 244 bezeichnet ist. Das andere Sonnenrad ist bei 241 ersichtlich. Das Planetenrad des Getriebes 242 kämmt mit den beiden Sonnenrädern 240 und 241 und ist mittels Kugellagerung 243 auf einem Planetenradträger 245 gelagert, der mittels eines Keils und einer Stellschraube 246 an einer Welle 248 befestigt ist. Diese Welle ist in der Welle 232 mittels eines Kugellagers 249 abgestützt und läuft ferner auf Kugeln 25o im Sonnenrad 241 und auf Kugeln 251 im Lagerbock 158.
Mit dem Sonnenrad 241 besteht ein Kegelrad 255 aus einem Stück, das mit einem Kegelrad 256 (Fig. 5 und i9) kämmt. Dieses besteht aus einem Stück mit einer Welle 257; die auf Kugellagern 258 und 259 in einem schwenkbaren Halter 26o ruht, der oben im Wiegengehäuse 31 drehbar gelagert ist. Am andern Ende der Welle 257 ist ein Kegelrad 262 befestigt, das mit einem Kegelrad 264 kämmt. Dieses wiederum ist auf einer Buchse 266 aufgekeilt, die ihrerseits auf dem einen Ende einer Teleskopwelle 265 mittels Keils befestigt ist. Die Buchse 266 läuft im drehbaren Halter 26o auf Wälzlagern 267 und 268.
Das andere Ende 265' der Teleskopwelle (Fig. 17, 18 und i9) ist durch Feder und Nut an einer Buchse 27o befestigt, die in einem drehbaren Halter 274 auf Wälzlagern 271 und 272 läuft. Dieser drehbare Halter ist durch einen Haltering 275 und durch Schrauben 276 an einem Ring 277 befestigt, der seinerseits oben auf dem Werkstückständer 28o der Maschine bei 278 angeschraubt ist. An der Buchse 270 ist ein Kegelrad 281 befestigt, das mit einem Kegelrad 282 eine Steigwelle 284 kämmt. Diese läuft mit ihrem oberen Ende auf Wälziagern 285 des drehbaren Halters 274 und ist mit ihrem unteren Ende teleskopartig verschiebbar mit einer Buchse 287 verbunden, die im Werkstückspindelstock 3i5 der Maschine auf Wälzlagern 280 und 289 läuft.
Die Buchse 287 hat einen Kegelzahnkranz 29o, der mit einem Kegelrad 291 kämmt. Dieses ist auf einer waagerechten Welle 292 aufgekeilt, welche an einer bei 303 am Werkstückspindelstock 315 angeschraubten Buchse 299 gelagert ist. Das äußere Ende der Welle 292 ist über ein Stirnradpaar 293 und 294 mit einer Welle 295 gekuppelt, die, in einer Wechselräderschere 296 gelagert, über ein weiteres Stirnradpaar 297 und 298 eine Welle 3oo antreibt. Diese läuft in einer bei 3o5 am Spindelstock 315 angeschraubten Buchse 304 auf Wälzlagern 301 und 302 und hat an ihrem inneren Ende eine Hypoidverzahnung 307. Diese Verzahnung kämmt mit einem Hypoidtellerrad 308, das bei 309 (Fig. 18) an der Werkstückspindel31o der Maschine angeschraubt ist. Diese Spindel läuft im Spindelstock 315 auf Wälzlagern 311 und 312.
Der Spindelstock 315 ist auf Gleitbahnen 316 und 317 auf und ab verschiebbar am Ständer 28o angebracht und kann in senkrechter Richtung durch Drehen eines Knopfes 320 mit einer Teilung 321 verstellt werden. Der Knopf ist an einer Schraubspindel 322 befestigt, die in eine am Spindelstock 315 befestigte Mutter eingreift. Durch Verstellen des Spindelstocks im Ständer 28o kann man die Achse des Werkstücks in dieselbe Ebene bringen wie die Achse der Wiege, was zum Schneiden von Spiralkegelrädern erforderlich ist, oder aber auch höher oder tiefer als die Wiegenachse einstellen, was beim Schneiden von Hyperboloidverzahnungen geschieht.
Über das beschriebene Getriebe läßt sich das Werkstück in zeitlichem Einklang mit der Wiege antreiben, um die Abwälzbewegung zu erzeugen. Die Zahnräder 225, 226, 230 und 231 sind Wechselräder, welche das Übersetzungsverhältnis der Abwälzung bestimmen. Auch die Zahnräder 293, 294, 297 und 298 sind Wechselräder. Sie bestimmen die Zähnezahl des Werkstücks. Mit Hilfe der Hypoidzahnräder 188, 190, 307 und 3o8 zum Antrieb der Wiege und der Werkstückspindel kann man eine hohe Antriebsgeschwindigkeit der Getriebezüge mit größter Genauigkeit vereinen, was heutzutage angesichts der geforderten Werkstückgenauigkeit bis auf hundertstel Millimeter außerordentlich wichtig ist. Das Zahnrad G (Fig. i), das herzustellen ist, wird auf der Werkstückspindel 310 durch irgendein Futter festgeklemmt. Hierzu kann eine Spannvorrichtung dienen, die durch eine Zugstange 325 bewegt wird. Die Stange 325 ist durch Mutter 326 an einer Buchse 327 befestigt, die in einen Kolben 328 eingeschraubt ist. Der Kolben läuft in einen Zylinder 33o. Die Zugstange 325 kann rückwärts in die Einspannlage oder vorwärts in die Ausspannlage durch eine Triebflüssigkeit bewegt werden. Es ist aber auch möglich, daß ihre Rückwärtsverstellung in die Einspannlage durch Schraubfedern 332 bewirkt wird und nur die Verstellung nach vorn in die Ausspannlage durch Flüssigkeitsdruck. Eine Beschreibung dieses Futters im einzelnen dürfte sieh erübrigen, da es an sich bekannt ist.
Beim Betrieb der Maschine wird das Werkstück in Richtung auf das umlaufende Werkzeug vorgeschoben, und dann werden beide, Werkzeug und Werkstück, derart aneinander abgewälzt, daß eine oder zwei Zahnflanken am Werkstück herausgearbeitet werden. Dann werden Werkzeug und Werkstück wieder außer Eingriff gebracht, und das Werkstück erfährt dann eine Teilbewegung. Die Vorschubvorrichtung, die dem Zweck dient, das Werkstück in die Bearbeitungslage vorzuschieben und aus dieser wieder fortzuziehen, wird durch Umlauf der Schubkurventrommel 15o angetrieben. Diese Trommel ist mit zwei Schubkurvennuten 151 und 152 (Fig. 5) versehen, von denen die eine die Vorschübe und Rückzüge beim Schruppen und die andere die Vorschübe und Rückzüge beim Schlichten bewirkt.
Die beiden Nockenrollen 341 und 342 können wahlweise in Eingriff mit den Schubkufvennuten 151 und 152 gebracht werden. Die Wahl hängt davon ab, ob man schruppen oder schlichten will. Beide Rollen 341 und 342 sind auf Zapfen 343 und 344 gelagert, die an einem Nockenhebel 345 (Fig. 5 und z5)' in Achsenrichtung verschiebbar angebracht sind. Die einander zugewandten Seiten der Zapfen 343 und 344 sind verzahnt und kämmen mit einem Zahnrad 348, das zwischen ihnen gelagert ist und das aus einem Stück mit der Welle 349 besteht. Diese ist im Nockenhebel 345 gelagert und läßt sich von Hand zu dem Zweck drehen, die eine oder die andere der beiden Rollen 341 und 342 mit der Nut 15r bzw. 152 der Trommel in Eingriff zu bringen. Ist die eine Rolle im Eingriff, so ist die andere zurückgezogen.
Der Hebel 345 ist pendelnd auf einem vorspringenden Zapfen 350 im Gehäuse 164 gelagert, und er wird bei dieser Pendelbewegung durch eine Leiste 352 gehalten und geführt, die bei 353 am Haltebock angeschraubt ist.
In einem Schlitz 355 des Hebels ist verschiebbar ein Block 356 geführt, der mittels einer im Hebel gelagerten Schraubspindel357 verstellt werden kann, welche in eine am Block 356 befestigte Mutter 358 eingreift. Auf einem Zapfen 35g des Blocks 356 ist ein weiterer Block 36o drehbar gelagert, der in einen Längsschlitz 361 in einen Ansatz des Zylinders 363 eingreift. Dieser Zylinder ist auf Gleitflächen 364 und 365 (Fig. 16) des Lagerbocks 158 verschiebbar gelagert und enthält einen Kolben 367, dessen Kolbenstange 368 durch einen Zapfen 369 mit einer Stange 370 gekuppelt ist. Eine auf dem Kupplungszapfen 369 angebrachte Rolle 366 greift in eine Aussparung 371 der Stange 370 ein. Diese ist mit einem Schlitten 425 verbunden, der auf Gleitbahnen 431 und 432 der Drehscheibe 32 der Maschine geführt ist, die später im einzelnen erläutert wird.
Die beiden Seiten des Kolbens 367 können nun von einer Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, um den Schlitten 425 vom Werkzeug bis in die Ausspannlage zurückzuziehen, in der man Platz hat, um das fertige Werkstück auszuspannen und einen neuen Rohling einzuspannen. Während des Arbeitsgangs der Maschine aber bleibt der Kolben 367 unter Flüssigkeitsdruck in der Stellung der Fig.16. Vorschub und Rückzug des Werkstücks werden dabei von der Nockentrommel 15o gesteuert, und zwar entweder durch deren Nut 151 oder deren mit 152. Der Rückzug des Schlittens 425 in die Ausspannlage und Vorschub in die Arbeitslage werden durch ein nicht näher dargestelltes Ventil mit Hilfe eines Hebels 372 (Fig. 3) gesteuert.
Übrigens entspricht der Antrieb zum Vorschub und Rückzug in vielen Hinsichten der in der amerikanischen Patentschrift 2 302 004 beschriebenen Einrichtung. Wie bereits angegeben, erfährt das Werkstück schrittweise eine Teilbewegung. Die hierzu dienende Teilvorrichtung kann beliebig ausgestaltet sein. Eine besonders praktische Ausführung sei nachstehend beschrieben.
Das Kegelrad 21o (Fig. 7, 8 und ig) treibt nicht nur das Kegelrad 211 an, wie beschrieben, sondern auch noch ein Kegelrad 375, das in Fig. zg schematisch wiedergegeben ist. Dort ist das Zahnrad 210 in ausgezogenen Linien im Eingriff mit dem Zahnrad 211 gezeigt und in punktierter Linie im Eingriff mit dem Zahnrad 375 wiedergegeben. Dieses letztere ist auf dem einen Ende an der Welle 376 mittels Keils befestigt. Mit dieser Welle, die im Lagerbock 377 läuft, besteht ein schneckenförmiges Ritze138o aus einem Stück, das mit einem Hyperboloidrad 381 kämmt. Dieses ist durch Schrauben an einer Buchse 384 befestigt, die mit einer an ihrer äußeren Stirnfläche angebrachten Kuppelungsverzahnung in entsprechende Zähne eines Ringes 383 greift. Im Eingriff wird die Kuppelung gehalten durch eine Mutter 388, die auf einer Buchse 389 aufgeschraubt ist, in der wiederum mittels Keils der Ring 383 geführt ist. Eine Schraubenfeder 394 auf der Buchse 389 legt sich gegen den Ring 383 und sucht die Kuppelung auszurücken. Die Buchse 389 ist auf einer Welle 385 aufgekeilt, und diese läuft im Lagerbock 158 auf Wälzlagern 386 und 387.
Auf der Welle 385 ist mittels Keils ein Nocken 390 befestigt sowie eine umlaufende Platte 3gr, an der durch Schrauben 392 (Fig. 8) und durch einen Paßstift 393 ein stirnverzahntes Segment 3g5 befestigt ist. Auf diesem Segment ist eine Rolle 3g6 drehbar gelagert, und zwar mittels einer Schraube 3g8 und Unterlegscheibe 397. Beim Umlauf der Scheibe 391 greift die Rolle 396 nacheinander in Schlitze 400 und 401 eines Malteserkreuzes 402 ein. Dieses ist auf der Welle 248 (Fig. 8, 13 und ig) aufgekeilt. Auf der gleichen Welle ist ferner durch Keil ein teilverzahntes Rad 404 befestigt, das in eine Aussparung des Malteserkreuzes eingelassen ist und dessen Zähne 4o5 beiderseits der Umlaufachse in die Schlitze 400 und 4o1 des Malteserkreuzes hineinragen.
Das Malteserkreuz 402 wird beim Schnittvorgang gegen Drehung durch einen Sperriegel 407, 408 und 412 festgehalten, der in eine Kerbe der Scheibe eingreift und an einem Arm 409 einer Welle 410 sitzt. Die Welle ist im Lagerbock 158 gelagert, und der an ihr befestigte Arm 409 wird in der Sperrstellung durch einen doppelarmigen Hebel 417 gehalten, der ebenfalls durch Keil auf der Welle 410 befestigt ist. Der eine Arm dieses Hebels 417 trägt eine Rolle 419, die auf der einen Laufbahn 424 des Nockens 390 läuft (Fig.io). Der andere Arm des Hebels 417 hat eine eingelassene Feder .I15, die sich gegen einen Arm 418 legt, welcher auf der Nabe des Hebels 417 drehbar gelagert ist. Der Arm 418 trägt eine Rolle 416, die auf einer zweiten Lauffläche 423 des Nockens 390 läuft. Die Rolle ist am Arm 418 durch einen Bolzen 412 mit Mutter 413 gelagert. Ein im Arm 418 (Fig. 12) eingeschraubter Zapfen 406 mit Mutter 408 begrenzt die gegenseitige Verschiebung der Arme 418 und 4o9.
Jede der beiden Laufbahnen 423 und 424 hat eine Erhöhung von größerem Radius und eine Senke von kleinerem Radius, die durch Übergangsflächen verbunden sind. Die Erhöhungen und Senkungen der beiden Nocken sind in der Winkellage gegenüber etwas versetzt, und zwar entsprechend der Winkelversetzung der Rollen 416 und 419. Daher ist die Erhöhung der einen Laufbahn ausgerichtet gegenüber der Senke der anderen Laufbahn und umgekehrt. Befindet sich der Riegel 407 im Eingriff mit dem Malteserkreuz, so liegt die Rolle 419 auf der Erhöhung der Lauffläche 424 und die Rolle 416 auf der Senke der Lauffläche 423. Die Welle 385 läuft stetig um mit einer Umdrehung je Arbeitsspiel der Maschine; mit ihr laufen der Nocken 390 und die Scheibe 391. Läuft die Rolle 419 von der Erhöhung der Nockenlauffläche 424 ab, während die Rolle 416 auf die Erhöhung der Lauffläche 423 hinaufläuft, schwingt der Arm 409 auswärts und rückt den Riegel 407 aus, so daß das Malteserkreuz 402 freigegeben wird. Die Scheibe 391 läuft unter Antrieb durch die Zahnräder 213 bis 215 um. Dabei tritt nun die Rolle 396 in einen der Malteserkreuzschlitze 400 oder 401 ein, je nachdem, welche dieser beiden sich der Rolle ausgerichtet darbietet, und dabei treibt die Scheibe 391 das Malteserkreuz 402 an. Diese Antriebsbewegung erfolgt zunächst durch die Rolle 396, und zwar langsam mit allmählich zunehmender Geschwindigkeit. Sind die beiden Platten 391 und 402 weit genug umgelaufen, daß das Zahnsegment 395 in die eine Verzahnung des teilverzahnten Rades 404 eingreift, setzt sich die Bewegung mit gleichförmiger Geschwindigkeit unter Antrieb durch diese Zahnräder fort. Gelangen dann die Elemente 395 und 404 wieder außer Eingriff, so übernimmt wieder die Rolle 396 den Antrieb des Malteserkreuzes und bringt dieses mit allmählich abnehmender Geschwindigkeit zum Stillstand. Durch den Antrieb des Malteserkreuzes 402 erfährt die Welle 248 eine Teildrehung, die über das Differential 244 dem Umlauf der die Werkstückspindel antreibenden Welle 232 additiv oder subtraktiv überlagert wird.
Auf diese Weise wird die Teilbewegung der Werkstückspindel herbeigeführt. Das Malteserkreuz führt bei der Teilbewegung eine halbe Umdrehung aus und wird dann wieder verriegelt.
Der Ständer 280 (Fig. z, 2 und z7), der den Spindelstock 315 der Werkstückspindel trägt, ist auf einer Drehscheibe 420 in der Richtung der Spindelachse längs Gleitbahnen 421 und 422 (Fig. 2) verschiebbar und einstellbar angeordnet. In jeder Einstellage kann der Ständer durch T-Bolzen 423 und 424 (Fig. z7), die in T-Schlitze 427 der Gleitbahn eingreifen, festgespannt werden. Die Einstellung des Ständers auf der Drehscheibe kann in bekannter Weise durch Drehung einer nicht näher gezeigten Welle erfolgen, die in der Drehscheibe 420 gelagert ist und ein Ritzel trägt, das mit einer Zahnstange 429 kämmt, welche unten an der Säule bei 429' angeschraubt ist. jeder T-Bolzen 424 kann durch Drehung einer Welle 437 von Hand festgezogen oder gelöst werden. Diese Welle trägt ein Kegelrad 438, das mit einem Kegelrad 439 kämmt, welches auf einem Bolzen 424 aufgeschraubt ist. Die Drehscheibe 42o kann um eine Achse x (Fig. 2) auf dem Schlitten 425 gedreht und eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist auf dem Schlitten eine kreisförmige Gleitbahn 426 vorgesehen. In der gewünschten Einstellage wird die Drehscheibe durch T-Bolzen festgeklemmt, die in einen bogenförmigen Schlitz 428 der Gleitbahn eingreifen. Der Schlitten 425 ist auf einer Drehscheibe 32 geradlinig verschiebbar und einstellbar mittels Gleitbahnen 431 und 432 geführt, die auf der unteren Drehscheibe 32 vorgesehen sind. Der Führung dienen dabei Rollen 433 und 434 (Flg. 3), die oben und an den Seiten der Gleitbahnen 431 und 432 vorgesehen sind. Die untere Drehscheibe 32 ist auf dem Bett 3o der Maschine im Winkel einstellbar. Zu diesem Zweck hat sie einen an ihr befestigten Zapfen 435, der in einer am Bett bei 437 angeschraubten Platte 436 gelagert ist. Die Drehscheibe 32 hat an ihrem Umfang eine in Fig. 2 gezeigte, zum Drehzapfen konzentrische Teilung, die zwecks ihrer genauen Einstellung mit einer Nullmarke auf einem Ansatz 438 des Bettes 30 zusammenspielt.
Die Verschiebung des Ständers 28o bietet die Möglichkeit, das Werkstück je nach Kegelspitzenabstand des zu fräsenden Zahnrades G einzustellen. Die Drehung der Drehscheibe 42o ermöglicht die Einstellung des Werkstücks entsprechend dem Kegelwinkel des herzustellenden Zahnrades.
Die Maschinen nach der vorliegenden Erfindung können als Messerkopfmaschinen oder Schleifmaschinen für Spiralkegelräder ausgestaltet sein. Bei Ausgestaltung als Schleifmaschine ermöglicht die Winkeleinstellung der Drehscheibe 32 eine solche Ausrichtung der Gleitbahnen 431 und 432, daß, wenn die Schleifscheibe ein Kegelrad (im Gegensatz zum Planrad) infolge entsprechender Einstellung repräsentiert, die Bahn des Schlittens 425 den Winkel zwischen den beiden Schleifflanken halbiert. Dadurch wird eine gleichmäßige Abnutzung der Schleifflanken beim schrittweisen Vorschub des Werkstücks in Richtung auf die Schleifscheibe gewährleistet.
Handelt es sich um eine Zahnradfräsmaschine mit Messerkopf, so ist in dem Vorschub des Schlittens in geneigter Richtung kein besonderer Vorteil zu erblicken. Bei einer derartigen Maschine wird daher die Drehscheibe 32 in ihre Nullstellung gebracht, in der die Gleitbahnen 431 und 432 in der Achsenrichtung der Wiege verlaufen und der Schlitten 425 daher in dieser Richtung in die Arbeitsstellung vor- oder aus ihr zurückläuft.
Eines der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung besteht, wie gesagt, in der Verwendung eines Nockens zum Antrieb des die Wiege und das Werkstück in Umlauf versetzenden und die Abwälzbewegung erzeugenden Getriebezuges. Dieser Nocken erübrigt eine Umsteuervorrichtung und ermöglicht, jede gewünschte Änderung der Abwälzgeschwindigkeit beim Abwälzen herbeizuführen. Die Möglichkeit einer solchen Geschwindigkeitsänderung kann zum Beispiel dazu benutzt werden, die in den Fig. 30 und 31 dargestellten Vorteile zu erzielen. Zunächst sei die Art des Schnittes erläutert, mit welchem der Messerkopf ein Spiralkegel- oder Hypoidrad herausarbeitet.
Bei einem Spiralkegel- oder Hypoidrad krümmt sich jeder Zahn oder jede Zahnlücke um den Zahnkegel herum, so daß der Messerkopf den Schnitt bei der Abwälzbewegung an einem Ende einer Zahnlücke beginnt und von dort diagonal über die Zahnflanke hinwegstreicht, wobei die Zahnflanke allmählich durch die von den Schnittkanten der Messer beschriebenen Flächen umhüllt wird. Schließlich wird auf diese Weise das andere Ende der Zahnflanke am Ende der Abwälzbewegung erzeugt.
Die Fig. 28 und 29 veranschaulichen das Wesen und die Ursache für diese Art der Schnittwirkung. .140 stellt dabei das zu schneidende Tellerrad oder Ritzel dar. Bei 441 liegt die Ziegelspitze und 442 stellt die Achse dar. Die Zähne und die Zahnlücken nehmen an Tiefe von dem einen zum andern Ende zu. 447 ist der Grundkreis der Verzahnung am verjüngten Ende der Zahnlücke 444, während mit 447' der Grundkreis am andern Ende der Zahnlücke bezeichnet ist. Bei 448 ist eine seitliche Schnittkante eines Messers des Messerkopfes wiedergegeben. 449 zeigt den äußersten Punkt der Schnittkante. Wenn nun der Messerkopf im Eingriff mit dem Werkstück an jeder Stelle der Abwälzbewegung umläuft, so wandert der Punkt 449 in einer Querebene der Messerkopfachse. Kommt der Punkt am Fußkreis des Werkstücks am verjüngten Ende der Zahnlücke zum Schnitt, so ergibt sich die Bahn dieses Punktes, wenn dieser die Zahnflanke überfährt, bei 451. Es ist dies eine gekrümmte Linie in der Ebene 450 tangential zum Fußkreis 447. Diese Linie erscheint in Fig. 28 als eine Gerade. Diese Figur stellt einen Schnitt mit Aufblick auf eine Seite der Zahnlücke dar. Der Punkt 452 ist der Punkt am verbreiterten Ende der Zahnlücke 444, der in der Ebene 450 gelegen ist. 453 ist der Grund der Zahnlücke. Dieser erscheint in Fig. 28 gewölbt, weil er um den Kegel des Werkstücks herum verläuft. Der Schnitt setzt sich vom verjüngten Ende einer Zahnlücke zum verbreiterten fort, während die Abwälzbewegung stattfindet. Wenn nun Messerkopf und Werkstück sich aneinander abwälzen, führen die Messer nacheinander diagonale Schnitte über die Höhe der Zahnflanken aus, beginnend am verjüngten und endend am verbreiterten Ende des Zahns. Diese Schnitte umhüllen dabei die zu erzeugende Zahnfläche. Die Fläche ist dabei um so glatter, je größer die Zahl der Hüllflächen ist. Fig. 27 veranschaulicht die erzeugende Abwälzung. Dort sind mit 440' und 440" zwei Stellungen eines Ritzels bei Beginn und Ende der Abwälzbewegung wiedergegeben. 443' und 443" bezeichnen die entsprechenden Stellungen des verwendeten Messerkopfes. Das Ritzel ist zur Schnittebene des >Messerkopfes um den Kegelwinkel des Grundkegels geneigt oder um irgendeinen anderen Winkel, der zur gewünschten Verjüngung der Zahnlückentiefe führt.
Beim Umlauf des `Werkstücks um seine Achse 442 schwingt nun die Wiege vermöge ihrer Pendelbewegung den Messerkopf um die Achse des Zahnrades, das von dem Messerkopf repräsentiert wird. Während der Zeit nun, während das Werkstück beim Umlauf um seine Achse 442 den Winkel 446 von der Stellung 440' aus zurücklegt, wo das Messer am verjüngten Ende der Zahnlücke den Schnitt beginnt, bis zur Stellung 44()", in der der Messerkopf am verbreiterten Zahnlückenende schneidet, hat das Messer den Abstand 445 von der Stellung 413' bis zur Stellung 443" zurückgelegt. Die Schnitte, die diagonal über die Schnittfläche verlaufen, bilden Hüllflächen für die Zahnflanke über deren ganze Länge.
Bei den üblichen Getriebewälzmaschinen ist die Geschwindigkeit der Abwälzbewegung während des ganzen Wälzhubes gleichbleibend. Infolgedessen haben die einzelnen Schnitte oder Facetten am verbreiterten Zahnende einen größeren Abstand als am verjüngten Zahnende, weil der Zahn am verbreiterten Ende eine größere Höhe aufweist.
Fig. 30 zeigt schematisch die Art des Schnitts, der sich mit den bekannten Getriebewälzmaschinen erzielen läßt. 455 stellt dabei ein Spiralkegelritzel dar mit den Zähnen 456 und der Achse 457. 458 gibt das verjüngte Ende eines Zahnes wieder und 459 das dickere Ende. Die auf der Zahnflanke bei der Abwälzerzeugung erfolgten Schnitte sind bei 46o wiedergegeben. Diese Schnittfacetten liegen, wie gezeigt, am verjüngten Zahnende enger zusammen als am breiteren, weil die Abwälzbewegung mit gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgt und jeder Teil der Zahnhöhe unter dem umlaufenden Messerkopf mit der gleichen Geschwindigkeit abwälzt. Infolge dieses Herstellungsverfahrens der bekannten Maschine ergibt sich daher am dickeren Zahnende eine weniger glatte Oberfläche des Spiralkegel- oder Hypoidritzels als am verjüngten Zahnende.
Bei der Maschine der vorliegenden Erfindung läßt sich aber am verbreiterten Zahnende dieselbe Bearbeitungsfeinheit erreichen wie am verjüngten Ende. Dies wird durch entsprechende Gestaltung der Schubkurvennut 153 der Trommel i5o erzielt, wodurch die Abwälzgeschwindigkeit entsprechend geändert wird, damit sich die Wiege bei der Erzeugung des verbreiterten Zahnendes langsamer bewegt als bei der Erzeugung des verjüngten Zahnendes. Das Ergebnis ist in Fig. 31 ersi*chtlich. Dort sieht man das Ritzel465 mit den Zähnen 466 der Achse 467, dem verjüngten Zahnende 468 und dem verbreiterten Zahnende 469. Man erkennt, daß die Facetten 470 über die ganze Zahnlänge gleich breit sind.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Maschine liegt darin, daß dieselbe Nockentrommel i5o innerhalb des gesamten Leistungsbereichs der Maschine für alle Arbeiten verwendet werden kann. Die für jedes herzus tellende Zahnradmuster erforderliche Abwälzgeschwindigkeit läßt sich durch entsprechende Wahl der hselräder 225, 226, 230 und 231 erreichen. D ie i #'orctelle der Änderung der Wälzgeschwindigkeit sind auch keineswegs auf eine Maschine beschränkt, bei der ein einheitliches Abwälzverhältnis verwandt wird, vielmehr kommen die Vorteile auch dann zur Geltung, wenn es aus irgendeinem Grunde erwünscht ist, während der Wälzung das Abwälzungsverhältnis zu ändern, um das Zahnprofil zu beeinflussen oder den Verwendungsbereich der Maschine zu erweitern.
Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei der Abwälzbewegung kann man zum Beispiel durch Verwendung des Mechanismus erzielen, der in der amerikanischen Patentschrift 2342 232 beschrieben ist. Dieser Mechanismus ist in Fig. 2o bei 475 gezeigt. Er kann von der Welle 182, die zu diesem Zweck geteilt ist, über ein Kegelrad 476 angetrieben werden, das an der Welle befestigt ist und mit einem Kegelrad 477 einer Welle 478 kämmt. Diese hat ein Stirnrad, das mit einem Ritzel 48o einer Welle 481 im Eingriff steht. Auf dieser Welle ist ein zweites Stirnrad 482 befestigt, das mit einem Stirnrad 483 einer Welle 484 kämmt. Diese Welle trägt die exzentrischen Rollen, welche die Änderung der Abwälzgeschwindigkeit herbeiführt. Der Kopf oder Block, der mit dem Nocken oder den Rollen in Eingriff tritt und von ihnen angetrieben wird, ist an einer Welle 485 befestigt. Diese kann ein Kegelrad 486 haben, das an der Welle befestigt ist und mit einem Kegelrad 487 kämmt. Das Kegelrad 487 sitzt an einem Planetenradträger 488, der auf der Welle 182 drehbar ist und ein Planetenkegelrad 489 trägt. Dieses kämmt mit Sonnenrädern 490 und 491, von denen das erstere an einer Welle 182 und das letztere an der dazu gleichachsigen Welle 182' befestigt ist.
Die Zahnräder 489, 490, 491 bilden ein Differentialgetriebe, das die Möglichkeit bietet, der der Wiege durch ihren Antrieb erteilten Bewegung eine zweite Bewegung zu überlagern, die von dem Mechanismus 475 erzeugt wird und eine Änderung der Wälzgeschwindigkeit verursacht. Das Differential gelangt hier zur Anwendung, weil die Wiege durch eine Hypoidverzahnung angetrieben wird. Diese Wirkung entspricht der Hinundherbewegung, die der Wiegenschnecke bei der Anordnung nach der erwähnten Patentschrift erteilt wird. Dementsprechend ist die Funktion des Differentials die Überlagerung der zusätzlichen Bewegung zum Wiegenantrieb, um dadurch das Verhältnis der Abwälzgeschwindigkeit von Messerkopf und Werkstück abzuändern. Diese Abänderung ist unabhängig von der von dem Nocken i5o erzielten.
Ein weiteres wesentliches Erfindungsmerkmal liegt in der Einstellung des Messerkopfes. Fig.2i zeigt schematisch die Nullstellung des Messerkbpfes. Hierbei liegt die Achse t der Messerkopfspindel 55 parallel zur Achse y der Wiege 35, und sie fällt dabei mit der Achse z der Exzentertrommel 40 zusammen. Die Achse der Drehscheibe 45 ist bei w gezeigt. Wie bereits erwähnt, ist sie zur Achse der Messerkopfspindel geneigt und schneidet diese bei a. Der Schnittpunkt liegt in der Mittelebene 5oo der Maschine. Fig. 22 zeigt schematisch eine Grenzstellung des Messerkopfes. Hier ist der Spindelstock 5o um die Achse der Welle 120 (Fig.4) um i8o ° gedreht. Die Achse t der Messerkopfspindel 55 ist nunmehr zur Achse z geneigt, und die Messerkopfspindel ist um die Kegelspitze a so weit verschwenkt worden, daß die Achse w der Drehscheibe 45 den Winkel zwischen den Achsen z und t halbiert. Die Ebene 5oi der Messerkopfspitze liegt nun zur Mittelebene 5oo der Maschine geneigt.
Befindet sich der Messerkopf in seiner Nullstellung, so repräsentiert er, wie Fig. 23 wiedergibt, ein Bedachtes Planrad 5o5 als das Grundrad mit dem Kegelwinkel von i8o°, aber einem Teilkegelwinkel, der etwas kleiner ist. Die Achse t des Messerkopfes liegt parallel zur Achse y der Wiege, und die Vorderflächen 5oi der Messer liegen in der Ebene 5o6 des Planrades. Nimmt der Messerkopf diese Stellung ein, so werden auf dem herzustellenden Zahnrad Zahnflanken erzeugt, die einem gedachten Planrad zugeordnet sind. Durch Einstellung der Drehscheibe 45 und des Spindelstocks 5o kann man den Messerkopf so einstellen, daß er ein Kegelrad repräsentiert und das Werkstück durch Abwälzung an diesem gedachten Zahnrad erzeugt, oder der Messerkopf kann so eingestellt werden, daß er ein Zahnrad von anderem Eingriffswinkel erzeugt, als ihn der Messerkopf aufweist.
Fig. 24 veranschaulicht den Messerkopf in einer Einstellung, in der er die Zahnflanke eines erzeugenden gedachten Zahnrades 5io beschreibt, dessen Kegelwinkel wesentlich geringer als 9o ° ist. Hier ist die Achse T des Messerkopfes in einem spitzen Winkel zur Achse y der Wiege geneigt, wobei diese Achse y diejenige des gedachten Zahnrades 5io darstellt. Die Zahnspitzenfläche 5oi des Messerkopfes verläuft dabei tangential zur Kegelfläche 511 des erzeugenden Zahnrades. Werden Messerkopf und Werkstück in der Maschine aneinander abgewälzt, so werden an dem Werkstück Zahnflanken herausgearbeitet, die zu der Verzahnung des gedachten Rades 5io passen.
Fig. 26 zeigt schematisch, wie man durch Winkeleinstellung der Drehscheibe 45 und des Spindelstocks 5o einen Messerkopf C mit seitlichen Schnittkanten 515 und 516 von bestimmtem Eingriffwinkel so schräg stellen kann, daß die Schnittkanten des Messerkopfes die Zahnflächen des gedachten Rades 517 beschreiben, dessen gegenüberliegende Zahnflanken einen anderen Eingriffswinkel haben. Zu diesem Zweck wird die Messerkopfachse t gegenüber der Achse y der Wiege und des Grundrades 517 um einen Winkel gekippt, durch den der gewünschte Eingriffwinkel am Werkstück bei der Abwälzung erzeugt wird. Durch verschieden starke Schrägstellungen hat man die Möglichkeit, mittels eines einzigen Messerkopfes Zahnräder von verschiedenen Eingriffwinkeln zu fräsen.
Die Bauart der vorliegenden Maschine führt nicht nur zu einer robusten und starren Lagerung des Werkzeugs, sondern sie vereinfacht auch die Berechnung der Messerkopfeinstellung. Bisher war es üblich, den Messerkopf um eine Achse zu kippen, welche die Werkzeugspindel etwa in deren Mitte schneidet. Zuvor mußte man daher errechnen und bei der Einstellung berücksichtigen, in welchem Maße sich eine derartige Winkelverstellung an der Vorderseite des Messerkopfes auswirkt. Durch Kippen des Messerkopfes um den Punkt a der Fig. 21, in welchem sich die Achse der Drehscheibe und das Werkzeug schneiden, läßt sich der Kippwinkel unmittelbar berechnen.
Das von dem Messerkopf repräsentierte gedachte Zahnrad kann natürlich Zähne für jeden gewünschten Spiralwinkel aufweisen. Fig. 25 veranschaulicht die Stellung des Messerkopfes, wenn das von ihm dargestellte Zahnrad 520 Spiralzähne 521 mit positivem Spiralwinkel hat. Die Messerkopfachse t liegt dabei von der Achse y der Wiege und des Grundrades im Abstand und hat zur Achse « #, eine solche Schrägstellung, daß die Schnittkanten des Messerkopfes Zahnflankenflächen eines Zahnes 521 beschreiben und daher an dem Werkstück eine Verzahnung erzeugen, die zu der des gedachten Grundrades 52o paßt. Die Stellung des Messerkopfes wird durch Einstellung des Exzenters 40 und 45 und der Wiege 35 verwirklicht. Die Einstellung des Exzenters 40 ergibt die gewünschte Radiallage der Messerkopfachse gegenüber der Achse der Wiege. Die Einstellung der Wiege bringt den Messerkopf in die gewünschte Winkellage gegenüber der Wieenachse. Die Wirkung der 'Maschine dürfte sich aus' der vorhergehenden Beschreibung ergeben, sei aber nachstehend noch einmal kurz zusammengefaßt.
Zunächst wird das Werkzeug gegenüber dem Werkstück richtig eingestellt, und zwar durch entsprechende Einstellung der Wiege, des Erzenters, der Drehscheibe und des Spindelstocks sowie durch Einstellung- der Drehscheibe 32, des Schlittens 524 und der Drehscheibe 42o des Ständers 280 und des Werkstückspindelstocks 3i5. Das zu verzahnende Werkstück G ist auf dem Futter der Werkstückspindel eingespannt. Dann wird zunächst das Werkstück von der Beschikkungsstelle in die Bearbeitungslage vorgeschoben durch Antrieb des Kolbens 367 (Fig. 16). Alsdann läßt man den Motor 70 (Fig. 17) an. Der Nocken i5o beginnt seinen Umlauf, und die Schubkun--ennut 151 oder 152 der Nockentrommel, je nachdem welche wirksam ist, also ob das Zahnrad zu schruppen oder zu schlichten ist, versetzt den Hebel 345 in eine Pendelbewegung (Fig. i5), wodurch das Werkstück gegen das Werkzeug vorgeschoben wird. Die Schubkurvennut 153 kann so gestaltet sein, daß sie auf diesem Vorschub Wiege und Werkstück festhält. Es kann aber auch der Vorschub über den ersten Abschnitt des Abwälzhubs erstreckt werden. jedenfalls beginnt dieser Wälzhub, sobald die Schubkurvennut 153 mit ihrem wirksamen Abschnitt in Tätigkeit tritt. Wiege und Werkstück laufen dann um ihre Achsen unter Antrieb durch die in Fig. 1o gezeigten Getriebezüge um. Die Schubkurventrommel 150 führt einen Umlauf pro Arbeitsspiel aus und treibt die Zahnräder zunächst in der einen und darin in der anderen Richtung.
Soll das Werkstück nur bei der `@@'älzbewegung in der einen Richtung bearbeitet werden, so sind die Schubkurvennuten i.gi und 152 so gestaltet, daß sie beim Rückwälzen das Werkstück vom Werkzeug zurückziehen. Soll aber die Bearbeitung des Werkstücks sowohl während der Vorwärts- als auch während der Rückwärtswälzung erfolgen, so verwendet man einen Nocken mit Schubkurvennuten 151 und 152, durch deren Gestalt der Rückzug des Werkstücks erst gegen Ende der Rückwälzbewegung herbeigeführt wird. Ist das Werkstück vom Werkzeug zurückgezogen, so wird das Malteserkreuz 402 (Fig. 7) entriegelt und dann durch den Triebling 391 angetrieben, wodurch mittels des Differentialgetriebes 244 (Fig. 13 und ico) dem Werkstück eine Teilbewegung überlagert wird. Ist diese beendet, so wird das Malteserkreuz wieder verriegelt und das Werkstück wieder in Richtung auf den Messerkopf vorgeschoben und ein neues Arbeitsspiel begonnen. Sind so viele Arbeitsspiele beendet, als am Merkstück Zähne zu fräsen sind, tritt die selbsttätige Stillsetzvorrichtung 525 (Fig. 6) in Tätigkeit, und dann h;ilt die Maschine an. Dann wird der Kolben 367 (Fig. 16) in Gang gebracht und verschiebt den Schlitten 425 in die Beschickungsstellung, in der man das fertige Werkstück ausspannt und ein neues Werkstück einspannt.
Die selbsttätige Stillsetzvorri@litung 525 ist von der üblichen Bauart. Sie ist am N ockengebäuse 164 (Fig.6) befestigt und erfährt ihre Weiterschaltung durch einen Schaltnocken 526, der hinten an der Nokkentrommel i.go sitzt und bei jedem Umlauf desselben, also einmal bei jedem Arbeitsspiel, einen Hebel 527 um seinen Lagerzapfen 528 verschwenkt und dadurch die Stillsetzvorrichtung um einen Schritt weiterschaltet. Der Zapfen 528 ist in das Geh,iuse 104 eingeschraubt.
Abgesehen von dem bereits erläuterten Vorteil vereinfacht sich durch die Anordnung der verschiedenen Schubkurvennuten für den Vorschub und die Abwälzbewegung in einer und derselben Nockentrommel die Bauart der Maschine. Auch ergibt sich eine besonders gedrängte Anordnung. Die Umsteuerung der Getriebezüge erfolgt durch die Schubkurvennut 153 stoßfrei und weich. Der Schlitten 425 ist einstellbar, um mit seiner Einstellung Unterschiede in der Höhe der Schnittmesser auszugleichen, wie sie sich durch das Schärfen ergeben. Auch diese Verstellung erfolgt in der üblichen Weise. Die Stange 370 kann in den Schlitten 425 eingeschraubt sein, und eine Teilung 530 (Fig. 2) kann der Einstellung der wirksamen Länge der Stange dienen, um dadurch das Werkstück in Richtung auf den Messerkopf vorzuschieben und zurückzuziehen, je nach `Vunsch.
Zwar handelt es sich bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel um eine Maschine zum Schneiden von Zahnrädern, doch ist bereits erwähnt worden, daß die Erfindung ebensogut auf Schleifmaschinen für Spiralkegelräder anwendbar ist. Da eine Schleifscheibe ebenfalls ein spanabhebendes Werkzeug darstellt, das freilich eine fast unendlich große Zahl von Schnittkanten hat, ist davon auszugehen, daß, wenn in den Patentansprüchen von Schnittwerkzeugen und Schneiden die Rede ist, damit Schleifscheiben und Schleifvorgänge umfaßt sind.

Claims

PATGNTANSI'Hl'Crlhi. Verzahnungsmaschine für Spiralkegelräder mit einem von der Werkzeugspindel getragenen umlaufenden Schneidwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel (55) auf ihrem Halter (45) um eine Achse (w) einstellbar ist, die die Achse (t) der Werkzeugspindel (55) in einem Punkt (a) schneidet, der in der Ebene (5o1) der Spitzenfläche des Schneidwerkzeugs (C) liegt.
2. Verzahnungsmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (55) des Schneidwerkzeugs um zwei Achsen (ze, und --) einstellbar gelagert ist, die sich in einem Punkt (a) in der Spitzenebene (5oi) des Schneidwerkzeugs (C) schneidet.
3. Verzahnungsmaschine nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spindellager aufnehmende Spindelstock (5o) um eine Achse (zz,) drehbar in seinem Halter (45) gelagert ist, welche die Spindelachse (t) in einem Punkt (a) schneidet, der die Spitze einer Kegelfläche darstellt, dif@ von der Spindelachse bei der Verstellen,<- des Spindelstocks (5o) beschrieben wird.
4. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 2, da-(urch gekennzeichnet, dal) eine der Einstellachsen (w), um welche die Werkzeugspindel (55) verstellbar ist, zur Achse (t) der letzteren geneigt ist, und daß der Neigungswinkel beider Einstellachsen (w und z) zu der Achse (t) der Werkzeugspindel (55) ein spitzer Winkel ist.
5. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugspindelstock (5o) um 36o ° drehbar in einerDrehscheibe (45) angeordnet ist, die ihrerseits um 36o' drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse (w) des Spindelstocks (5o) die Drehachse (z) der Drehscheibe (45) in einem spitzen Winkel schneidet.
6. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Werkzeuglagerung eine um 36o' drehbar auf dem Bett der Maschine gelagerte Wiege (35) in exzentrischer Lage eine ihrerseits um 36o' einstellbare Trommel (40) trägt, deren Achse im Abstand von der Wiegenachse parallel zu dieser verläuft, und die ihrerseits exzentrisch die Drehscheibe (45) trägt, deren Achse (z) parallel zu derjenigen der Trommel (40) und im Abstand von dieser verläuft.
7. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 6, deren Wiege in zeitlichem Einklang zum Umlauf der Werkstückspindel zur Abwälzerzeugung der Verzahnung in Umlauf versetzt wird, während das Werkzeug im Eingriff mit dem Werkstück läuft, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Schneidwerkzeugs ein Getriebezug dient, der aus folgenden Elementen zusammengesetzt ist: eine im Bett der Maschine gleichachsig zur Wiege (35) gelagerte Welle (84), eine in der Wiege gleichachsig zur Exzentertrommel (40) gelagerte Welle (97), eine in der Drehscheibe (45) gleichachsig zu dieser gelagerte Welle (1o7), eine in der Drehscheibe gleichachsig zum Spindelstock gelagerte Welle (116) und Zahnräder zur Verbindung dieser Wellen miteinander und der letztgenannten Welle mit der Werkzeugspindel (55). B.
Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Verzahnungsmaschine, bei welcher ein beweglicher Halter für das Werkzeug oder für die Werkstückspindel eine Bewegung in zeitlichem Einklang mit dem Umlauf der Werkstückspindel erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Bewegung des Halters (35) und für den Umlauf der Werkstückspindel entsprechender Ausgestaltung zufolge die Geschwindigkeit der zeitlich abgestimmten Relativbewegung fortschreitend derart ändert, daß die am Werkzeug herausgearbeiteten Schnittfacetten über die ganze Länge der Zahnflanken hin von deren verjüngtem zum breiten Ende die gleiche Breite aufweisen.
9. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Verzahnungsmaschine, bei welcher ein beweglicher Halter für das Werkzeug oder für die Werkstückspindel eine Bewegung in zeitlichem Einklang mit dem Umlauf der Werkstückspindel erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Bewegung des Halters (35) und für den Umlauf der Werkstückspindel aus einem umlaufenden Nocken (i5o) und aus einem durch den Nockenumlauf angetriebenen Glied (r65) besteht, das den beweglichen Halter (35) in Bewegung versetzt und über einen Getriebezug mit Wechselrädern (225, 226, 230, 231) mit der Werkstückspindel (31o) in Verbindung steht, um diese in Einklang mit der Bewegung des Halters (35) in Umlauf zu setzen. io.
Maschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des Nockens (i50), daß dieser den Halter (35) und die Werkstückspindel (31o) zunächst in der einen Drehrichtung und dann in der andern bei jedem Nockenumlauf einmal hin und her bewegt und ein Überlagerungsgetriebe (488 bis 491) vorgesehen ist, das zwecks Teilung des Werkstücks der Werkstückspindel (31o) eine absatzweise zusätzliche Drehung erteilt. ii.
Maschine nach Anspruch 9 oder io, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (i5o) ein pendelnd gelagertes Zahnsegment (i65) antreibt, das seinerseits den mit dem Halter (35) verbundenen Getriebezug antreibt, an den der Getriebezug zum Antrieb der Werkstückspindel (3io) angeschlossen ist.
12. Maschine nach Anspruch 9 und io oder ii, gekennzeichnet durch eine solche Ausgestaltung des Nockens, daß sich die Bewegungsgeschwindigkeiten des Halters und der Werkstückspindel bei dem Hub des Halters in der einen Richtung fortschreitend ändern.
13. Maschine nach irgendeinem der Ansprüche 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß auch Einrichtungen (475) vorgesehen sind, um das Übersetzungsverhältnis zwischenWerkstückspindel (31o) und Halter (35) während der Abwälzbewegung zu verändern.
14. Maschine zum Abwälzerzeugen von Spiralkegelrädern, bei welchen ein ringförmiges Schneidwerkzeug im Eingriff mit dem Werkstück umläuft und gleichzeitig zwischen beiden eine relative Wälzbewegung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzbewegung mit einer sich ändernden Geschwindigkeit vorgenommen wird, um zu bewirken, daß das Schneidwerkzeug über die ganze Länge des am Werkstück herausgearbeiteten Zahnprofils gleichbleibend breite Schnitte ausführt.