DE8204426U1 - Fraesmaschine insbesondere zum herstellen von zahnraedern - Google Patents

Description

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fräsmaschine insbesondere zum Herstellen von Zahnrädern

|)ie Erfindung betrifft eine Fräsmaschine insbesondere turn Herstellen von Zahnrader od. dgl. mit einem über •inen Antrieb bewegten an einer Frässpindel ange- |>rdneten Fräser sowie einem auf einen Frästisch aufgesetzten Teilkopf, durch dessen Teilspindel ein zu bearbeitendes Werkstück drehbar ist, wobei der Frästisch über einen weiteren Antrieb und eine Tischtpindel quer zur Frä'sspindelachse bewegbar ist sowie ♦in Verfahren hierfür.

!"rasen ist ein spanabhebendes Arbeitsverfahren, das £n der Metallbearbeitung vielseitige Verwendung findet Als Werkzeug werden Fräser benutzt. Sie haben meist die Form einer Walze, die am Umfang und manchmal auch an der Stirnseite eine größere Anzahl Schneiden besitzt. Während der Fräsarbeit macht das Werkzeug die drehende Schnittbewegung und das Werkstück die geradlinige Vorschubbewegung.

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Je nach Lage der Frässpindel unterscheidet man Waagerecht- und Senkrecht-Fräsmaschinen.Dabei werden die Waagerecht-Fräsmaschinen meist zum Walzfräsen benutzt.

Bei den Waagerecht-Fräsmaschinen unterscheidet man die Einfach-Waagerecht-Fräsmaschine und die Universalfräsmaschine; bei letzterer kann auch der Frästisch gedreht werden, was zum Erzeugen von schraubenförmigen Nuten od. dgl. erforderlich ist. Eine wesentliche weitere Sondereinrichtung der Universalfräsmaschine ist der Teilkopf für Teilarbeiten .

Bekannte Teilköpfe bestehen aus einem Gehäuse, in dem die Teilspindel lagert. Sie kann unmittelbar von Hand oder durch einen Schneckenantrieb gedreht werden. Dss Werkstück wird auf der Tel!spindel mittels Spannfutter befestigt, oder läuft zwischen den Körnerspitzen der Teilspindel und eines Reitstockes. Zum Zwecke der Teilung für Zahnräder weist der Teilkopf eine Teil- oder Lochscheibe auf, auf der durch einen Raststift die gewünschte Teilung eingestellt werden kann. Zum Spiralfräsen ist der Teilkopf über Wechselräder in der Regel mit der den Längsvorschub erzeugenden Tischspindel verbunden.

Dieser Aufbau bekannter Fräsmaschinen hat einmal den wesentlichen Nachteil, daß die Erzeugung eines ganzen Zahnrades erheblicher manueller Tätigkeit bedarf und zum anderen die Fräsnuten einzeln angeschnitten werden. Damit aber bedarf der Fräsvorgang selbst eines erheblichen Zeitaufwandes, sowie einer sehr genauen Einstellung durch die Lochscheibe. Auch leidet darunter die Krümmung der Zahnflanken (Evolvente).

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Ein Präzisionsfräsen erfordert hierbei erhebliche Erfahrung und große Konzentration.

Der Erfinder hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Fräsmaschine zu entwickeln, welche automatisch Zahnräder mit höchster Präzision fräst. Dabei soll der Vorgang mit höchstmönlicher Geschwindigkeit ablaufen und dementsprechend wirtschaftlich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß dem Teilkopf ein Differentialgetriebe aufgesetzt ist, welches einerseits mit dem Antrieb der Frässpindel anderseits mit der Teilspindel des Teilkopfes verbunden ist.

Da an der Teilspindel auch das zu bearbeitende Werkstück hängt, wird dies in Abhänigkeit von der Drehbewegung der frässpindel ebenfalls gedreht. Die Folge davon ist, daß das Werkstück auf seinem ganzen Umfang bei einem Durchgang mit den entsprechenden Nuten versehen wird. Es erübrigt sich das Hin- und Herfahren des Frästisches je nach der Anzahl der gewünschten Zähnezahl.

Vorzugsweise ist auf die Frässpindel auch ein Zahnrad aufgesetzt, das mit einem Wechselrad in Eingriff steht, welches über eine Gelenkwelle mit einem Zahnrad einer Räderschere verbunden ist, wobei dieses Zahnrad gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Zwischenräder seine Drehbewegung an ein weiteres Zahnrad weitergibt, welches über das Differentialgetriebe mit der Teilspindel des Teilkopfes verbunden ist.

Somit ist der Antrieb des Teilkopfes auf einfache Weise ausgestaltet. Insbesondere ist es möglich, bislang schon vorhandene Teilköpfe lediglich mit einem Differentialgetriebe umzurüsten, sowie die bestehende Fräsmaschine

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zu verwenden. Dabei braucht nur die Teil- oder Lochscheibe entfernt zu werden.

Dia gewünschte Zähnezahl kann durch das Maß der Zahnräder bzw. Wechselräder zueinander bestimmt werden. Vorzugweise entspricht das Maß des Zahnrades der Frässpindel dem Maß des Wechselrades. Das Maß des ersten Zahnrades an der Radschere sollte dem Maß der Teilspindel des Teilkopfe.3 entsprechen. Die möglicherweise dazwischengeschalteten Zwischenräder heben sich

gegenseitig auf. Somit ist allein das Maß des dem Differential vorgeschalteten Zahnrades für die Anzahl der Zähne ausschlaggebend.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, geradverzahnte Räder in eimern einzigen Längsvorschub des Frästisches herzustellen.

Zum Spiralfräsen dagegen muß die Teilspindel des Teilkopfes zusätzlich mit dem Antrieb der Tischspindel verbunden werden. Dies geschieht ebenfalls durch eine Radschere, welche einerseits mit einem Wechselrad der Tischspindel in Eingriff steht, anderseits von einer mit der Teilspindel verbundenen Welle durchdrungen ist. Das Differentialgetriebe ermöglicht diesen Zusatz ohne weiteres. Das Maß der Drehung bzw. das Maß der Schraubenlinie bestimmt eines der Zahnräder der Radschere. Wird ein rechts steigender Fräser angestrebt, muß zwischen zwei Zahnrädern der Radschere noch ein Zwischenrad angebracht werden.

Durch diese Anordnung ist es möglich auch schrägverzahnte Räder in einem einzigen Längsvorschub des Frästisches herzustellen.

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Durch die Verwendung eines bisher schon bekannten Teilkopfes gestaltet sich die Änderung auch außerordentlich preisgünstig. Daß sie sehr wirtschaftlich arbeitet,geht bereits aus der Tatsache hervor, daß ein einziger Längsvorschub zur Herstellung eines gesamten Zahnrades genügt.

Der erfindungsgemäße Gedanke umfaßt aber auch ein Verfahren zum Herstellen von Zahnrädern mit einem über einen Antrieb bewegten an einer Frässpindel angeordneten Fräser sowie einem auf einem Frästisch aufgesetzten Teilkopf, durch dessen Teilspindel ein zu bearbeitendes Werkstück gedreht wird, wobei der Frästisch über einen weiteren Antrieb und eine Tischspindel quer zur Frässpindelachse bewegt und das Werkstück in Abhänqigkeit von der Bewegung der Frässpindel gedreht wird. Die Drehbewegung der Frässpindel überträgt ein an ihr angeordnetes Zahnrad auf ein Wechselrad, von dort über eine Gelenkwelle auf Räder einer Radschere, deren letztes Rad Teil eines Differentialgetriebes ist. Durch das letzte Zahnrad wird gleichzeitig die Anzahl der zu fräsenden Nuten im Werkstück bestimmt.

Zum Spiralfräsen ist die Teilspindel des Teilkopfes zusätzlich mit dem Antrieb des Frästisches bzw. der Tischspindel verbunden.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Universal-Waagrecht-Fräsmaschine;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Teilkopfes; Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teilkopfs.

Bei einer Universal- i-'aaqerecht-Fräsmaschine F, insbesondere zum Fräsen von Schneckenräder, Stirnräder, Schrägverzahnung od. dgl.,ist unter einem den Fräser 1 an eine Frässpindel 11 tragenden Ausleger 2 ein Frästisch 3 angeordnet, der auf einem Sockel 4 ruht, u/obei Teile des Antriebs der Fräsmaschine F — nicht dargestellt - · in einem Gehäuseteil 5 zwischen Ausleger 2 und Sockel 4 lagern.

Der Frästisch 3 ist über Hebel 6 sowie Handräder 7 gesteuert nach allen Seiten hin schwenk- bzw. kinpbar. Durch die Hebel 6 läßt sich ein Winkeltisch 8 in der Höhe verstellen. Auf den Winkeltisch 8 kann ein Quer- oder Kreuzschlitten 10 in Richtung der Frässpindelachse A verschoben werden. In einer Längsführung -- nicht dargestellt -- des Querschlittens gleitet der Frästisch 3. Die Längsbewegung des Frästisches 3, das heißt, die Bewegung etwa lotrecht zur Frässpindelachse A, kann von Hand oder auch selbsttätig durch die Maschine erfolgen (Vorschubbewegung), wobei ein -- nicht dargestellter -- Antrieb eine Gewindespindel 9 bewegt.

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Der Fräser 1 lagert an einer Frässpindel 11, welche einends ein dem Ausleger 2 aufgeschobenes Teil 12 durchbohrt und andernends in das Gehäuse 5 einragt, _wo sie — nicht dargestellt — angetrieben \j/ird.

Zwischen Fräser 1 und Gehäuse 5 u/eist die Welle ein j Zahnrad 14 auf, welches mit einem Wechselrad 15

f in Eingriff steht. Wechselrad 15 ist über eine Gleich-I laufgelenkwelle 16 mit einer Räderschere 17 verbunden, i über welche eine -- nicht dargestellte — Teilspindel I eines Teilkopfs 18 angetrieben wird. Über die Teil-

I spindel erfolgt dann die Drehbewegung eines Werkstücks

20. Zwischen Teilkopf 18 und Räderschere 17 ist ein : Differentialgetriebe 19 angeordnet (Fig. 3).

1 Eine zweite Räderschere 22 steht mit der Gewinde-1 spindel 9 in Eingriff. Die Drehbewegung der Gewinde-Ö spindel 9 des Frästisches 3 wird abgeleitet und durch I den Teilkopf 18 auf das Werkstück 20 übertragen.

Die Räderschere 17 weist nach Fig. 2 ein Zahnrad 24, 1 aufgesetzt auf der Teilspindel des Teilkopfes 18, \ sowie zwei Zwischenräder 25 und 26 und ein von der Gelenkwelle 16 angetriebenes Zahnrad 27 auf.

Die Räderschere 22 ist im Beispielsfall gemäß Fig. von einem die Bewegung der Tischspindel 9 aufnehmenden Zahnrad 30, einem Zwischenrad 31 sowie einem die Bewegung über eine Welle 33 auf den Teilkopf 18 übertragenden Zahnrad 32 besetzt.

.; Damit erfolgt also der Antrieb des Teilkopfes 18

sowohl über die Frässpindel 11 als auch t'ber die ■■ Tischspindel 9.

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Wird nur eine gerade Zahnung gefordert, so ist die Räderschere 22 gesperrt. Das Werkstück 20 wird in gleichmäßige Drehung entsprechend der Drehung der Frässpindel 11 über das Zahnrad 14, das Wechselrad 15, die Gelenkwelle 16, die Räderschere 17 sowie die Teilspindel versetzt. Bei periodischer Vorschubbewegung wälzt der Fräser 1 zwischen zwei Vorschüben das Werkstück 20 ab und fräst so die gewünschte Zähnezahl in das Werkstück in einem einzigen Durchgang ein. Die gewünschte Zähne- j

zahl (Modul) wird durch das MaG des Zahnrades 24 £'"'

bestimmt, da die Zwischenräder 25 und 26 sich gegenseitig aufheben, Zahnrad 14 und Wechselrad 15 in einem Verhältnis im vorliegenden Beispiel von 1 : 1 stehen und die Teilspindel dem MaG von Zahnrad 27 entspricht.

Zum Spiralfräsen wird zur Drehbewegung der Frässpindel ||

11 die Drehbewegung der Tischspindel 9 über die Ij

Räderschere 22 dem Teilkopf 18 bzw. dem Differentialgetriebe 19 zugeführt. Da der Fräser 1 in Richtung der Schraubenlinie arbeiten muß, ist entweder der Frästisch 3 oder der Fräser 1 selbst schräg zu stellen. Im übrigen muß der Zwischenrad 31 nur bei rechts steigendem Spirale zwischengeschaltet werden.

Claims (10)

1*** · f * t · » ri ι ■ ■ t « * PATENTANWALT DIPL.-!NG. HIEBSCHl ,· <D - 77" §)UQ(ßfl. ddn 4 ■ ,;,, B-144 Blatt -Al A.Z. SCHUTZANSPRÜCHE

1. Fräsmaschine, insbesondere zum Herstellen won Zahnrädern od. dgl., mit einem über einen Antrieb bewegten an einer Frässpindel angeordneten Fräser sovi/ie einem auf einem Frästisch aufgesetzten Teilkopf, durch dessen Teilspindel ein zu bearbeitendes Werkstück drehbar ist, vi/obei der Frästisch über einen u/eiteren Antrieb und eine Tischspindel quer zur Frässpindelachse bewegbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß dem Teilkopf (18) ein Differentialgetriebe (19) aufnesetzt ist, vi/elches einerseits mit d-sr*, Antrieb der Frässpindel (11) andererseits mit der Teilspindel des Teilkopfes (18) verbunden ist.

2. Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frässpindel (11) ein Zahnrad (14) antreibt, das mit einem Wechselrad (15) in Eingriff steht, welches über eine Gelenkwelle (16) mit einem Zahnrad (27) einer Räderschere (17) verbunden ist, wobei das Zahnrad (27) gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Zwischenräder (25, 26) seine Drehbewegung an ein Zahnrad (24) weitergibt, welches über das Differentialgetriebe (19) mit der Teil

spindel des Teilkopfes (18) verbunden ist,.

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3. Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ma3 des Zahnrades (14) dem Maß des Wechselrades (15) entspricht .

4. Fräsmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß des Zahnrades (27) dem der Teilspindel des Teilkopfes (18) entspricht.

5. Fräsmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über das Maß des Zahnrades (24) die zu fräpende Anzahl der Zähne im Werkstück (20) bestimmbar ist.

6. Fräsmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspindel des Teilkopfes (18) mit dem Antrieb der Tischspindel (9) verbunden ist.

7. Fräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (30) einer Radschere (22) mit einem Wechselrad der Tischspindel (9) in Eingriff steht und ein Zahnrad (32) eine mit der Teilspindel verbundene Welle (33) antreibt.

8. Fräsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß von Zahnrad (30 und/oder 32) die Drehbewegung des Werkstücks (20) beim Spiralfräsen bestimmt.

9. Fräsmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zahnrade (30) und Zahnrad (32) ein Zwischenrad (31)

an der Radschere (22) angeordnet ist.

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10. Fräsmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkwelle (16) als Gleichlaufwelle ausgebildet ist.