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Vorrichtung zum Bearbeiten von Zahnrädern o. dgl. nach dem Abwälzverfahren
Nach dein bekannten Stand der Technik lassen sich Zahnräder o. dgl. Werkstücke nach
dem Abwälzverfahren nur auf eigens hierfür gebauten Spezialmaschinen bearbeiten.
Diese Abwälzfräsmaschinen eignen sich wegen der hohen Anschaffungskosten nur für
große Betriebe, bei denen eine volle Ausnutzungsmöglichkeit gegeben ist. Die Erfindung
betrifft eine einfache und leicht zu beschaffende Vorrichtung, die die Bearbeitung
von Werkstücken im Abwälzverfahren auf an sich üblichen, nicht für diesen Sonderzweck
bestimmten Werkzeugmaschinen, etwa Horizontalfräsmaschinen, Drehbänken oder sogenannten
Universalmaschinen, ermöglicht und damit auch kleineren Betrieben Gelegenheit gibt,
sich dieser Arbeitsweise zu bedienen.
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Erfinci.;ngsgeniäß besteht die neue Vorrichtung aus einem der Werkzeugspindel
einer Werkzeugmaschine zugeordneten, in beliebiger Winkelstellung zu der Werkzeugspindel
einstellbaren Werkstückträger mit einer Aufspannspindel für das Werkstück, einem
Vorschub für den Werkstückträger in Achsrichtung der Aufspannspindel und einem von
dein Antrieb der Werkzeugspindel abgeleiteten Antrieb für die Werkstückspindel.
Der Werkstückträger ist zweckmäßig als auf dem Oberschlitten eines üblichen Kreuzsupports
gelagerter Spindelstock ausgebildet, dessen Spindel als Werkstückaufnahme dient
und durch eine ausziehbare Kardangelenkwelle von der Werkzeugspindel über ein veränderliches
Vorgelege angetrieben ist. Durch diesen Antrieb wird der Aufspannspindel für das
Werkstück eine zur Drehzahl der Werkzeugspindel einstellbare Umlaufgeschwindigkeit
erteilt, während der Vorschub der Werkstückspindel durch den Vorschub des Oberschlittens
des Kreuzsupports bewirkt und die
Einstellung der Vorschubrichtung
entsprechend dem Steigungswinkel des Abwälzfräsers durch .die Winkelstellung des
Obersupports zu dem Untersupport und damit zu der Werkzeugspindel herbeigeführt
wird.
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Vorteilhaft ist die Leitspindel des Obersupports durch ein von der
Aufspannspindel für das Werkstück angetriebenes Klinkenschaltwerk gesteuert, das
mit einer selbsttätigen Abschalteinrichtung und regelbarem Vorschub versehen ist,
so daß der ganze Arbeitsvorgang selbsttätig abläuft und der Vorschub des Werkstücks
sich nach einem einstellbaren Hub abschaltet.
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Mit der neuen Einrichtung lassen sich sowohl Stirnräder mit geraden
Zähnen als auch Schneckenräder im Abwälzverfahren verzahnen. Sie läßt sich an jeder
Werkzeugmaschine mit waagerechter Antriebsspindel als Träger für den Abwälzfräser
verwenden, wobei zweckmäßig solche Werkzeugmaschinen Verwendung finden, deren Antriebsspindel
in Höhenrichtung verschiebbar ist, um auf einfache Weise die Höhenlage des Fräsers.
der durch den Durchmesser des Werkstücks bestimmten Arbeitshöhe anpassen zu können.
Bei fester Arbeitshöhe der Frässpindel kann die erforderliche Höheneinstellung des
Werkstücks durch eine zusätzliche Höhenverstellung des die Aufspann§pindel tragenden
Kreuzsupports bewirkt werden.
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Die neue Vorrichtung ist mit weiteren Einzelheiten und ihrer Arbeitsweise
nachstehend an Hand des in der Zeichnung .dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt Fig. i eine Vorderansicht der Vorrichtung ohne selbsttätigen
Vorschub des Werkstücks, Fig.2 eine Vorderansicht der Vorschubeinrichtung, Fig.
3 eine Rückenansicht hierzu nach Pfeilrichtung III der Fig. 2, Fig. 4 einen Teilschnitt
nach Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 einen Teilschnitt nach Linie V -V der Fig.
3.
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Auf dem Bett i einer Werkzeugmaschine mit an einer Säule 2 in Höhenrichtung
verstellbarem Spindelstock 3, dessen Spindel 4 den Abwälzfräser 5 trägt, ist ein
üblicher Kreuzsupport 6 angeordnet, dessen Obersupport 7 gegenüber dem Untersupport
8 vierdrehbar ist. Der Oberschlitten 9 des Obersupports 7 trägt einen Aufspannwinkel
io, an dem ein Spindelstock ii gelagert ist. Die Spindel 12 dieses Spindelstocks
ist am vorderen Ende mit einer Einrichtung zum Aufspannen des zu bearbeitenden Werkstücks
versehen und trägt am Gegenende ein Schneckenrad 13, dessen Schneckenwelle über
ein Kreuzgelenk 14 mit einer ausziehbaren Welle 15 gekuppelt ist.
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Das Maschinenbett i trägt einen verstellbaren Scherenhalter 16 mit
auswechselbaren Zahnrädern 17, 18, 19, 20, 21, von denen das letzte
auf der Spindel 4 des Spindelstocks 3 sitzt. Der Antrieb der Spindel 4 erfolgt über
ein Ritzel 22 eines Vorgeleges 23 durch einen Schnur- oder Riementrieb. Das Wechselrad
17 ist durch ein Kreuzgelenk 24 mit der ausziehbaren Welle 15 gekuppelt. Die beiden
Kreuzgelenke 14, 24 sind zweckmäßig als Doppelgelenke, die mit gleicher Winkelgeschwindigkeit
übertragen, ausgebildet. Durch Betätigung der Handkurbel der Leitspindel
25 des Obersupports 7, 9 wird somit das durch die Bemessung der Wechselräder
17 bis 21 in dem erforderlichen Übersetzungsverhältnis angetriebene Werkstück
unter dem Abwälzfräser vorbeigeführt. Die Vorschubrichtung wird hierbei durch eine
der Steigung des Fräsers entsprechende Verdrehung des Obersupports 7, 9 zu dem Untersupport
8 eingestellt.
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Für den selbsttätigen Ablauf dieser Vorschubhewegung trägt der Oberschlitten
9 einen Lagerbock 26, in dem eine Welle 27 drehbar gelagert ist. Die Welle 27 nimmt
an einem Kurbelarm 28 eine Steuerrolle 29 auf und an einem zweiten Kurbelarm 3o
eine Schieberstange 31 mit einem an einem Ausleger 32 angeordneten Mitnehmer
33. Durch eine von einem weiteren Kurbelarm 34 ausgehende und zu einem Bolzen 35
des Lagerbocks 26 gespannte Feder 36 ist die Leitrolle 29 an einem Exzenternocken
41 der Aufspannspindel 12 gehalten. Die Grundstellung der Leit- oder Steuerrolle
29 zu dem Exzenternocken 41 kann durch eine den Kurbelarm 34 entgegen der Wirkung
der Feder 35 beeinflussende Stellschraube 37 eingeregelt werden.
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Die Leitspindel 25 für den Vorschub des Oberschlittens 9 trägt
an einem Ende ein Schaltrad 38 und einen Pendelhebel 39, an dem eine mit
dem Schaltrad 38 zusammenarbeitende Klinke 4o ange-, ordnet ist. Der eine Schenkel
des Pendelhebels, 39 liegt im Bereich des Mitnehmers 33, so daß also durch die von
dem Exzenternocken 41 gesteuerte Schwenkbewegung des Kurbelarms 30 die Leitspindel
25 durch die Klinke 40 um einen durch den wirksamen Hub des Exzenternockensi bestimmten
Betrag weitergeschaltet wird und somit den Oberschlitten 9 mit dem Werkstück vorwärts
bewegt. Die Größe des jeweiligen Schalthubs richtet sich nach der Einstellung der
Stellschraube 37. Der Exzenter 41 kann auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein,
so daß durch eine Umdrehung des Werkstücks mehrere Schaltschritte der Klinke 4o
ausgelöst werden.
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Da der Lagerbock 26 auf dem Oberschlitten 9 des Obersupports 7 angeordnet
ist und somit an dessen Vorschubbewegung teilnimmt, während die Leitspindel 25 und
die Klinke 40 zufolge ihrer Lagerung an dem Unterteil 7 nicht nachfolgen, gleitet
der Mitnehmer 33 mit fortschreitendem Vorschub neben dem Winkelhebel 39 vorbei und
gelangt in einer vorbestimmbaren Endstellung außer Eingriff mit diesem, so daß der
selbsttätige Vorschub zum Stillstand kommt. Da die Schieberstange 3 i des Mitnehmers
33 an dem Kurbelarm 30 verstellbar ist, kann die Abschaltung bei jeder Vorschubstellung
des Oberschlittens herbeigeführt werden. Durch vollständiges Einschrauben der Stellschraube
37 kann die Steuerrolle 29 aus dem Bereich des Exzenternockens 41 völlig ausgehoben
werden, so daß der selbsttätige Vorschub auch ohne Abnahme des Lagerbocks stillgesetzt
werden kann, wenn etwa Schneckenräder nach dem Eintauchverfahren bearbeitet
werden
sollen. Die Fig.3 und 4 zeigen gerade diejenige Stellung des Oberschlittens 9 zu
dem Unterschlitten 7, in welcher der Mitnehmer 33 den Winkelhebel 39 nicht
mehr erfaßt, der selbsttätige Vorschub also zum Erliegen kommt.