DE104582C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49: Metallbearbeitung, mechanische.

(Rhd. L, V. St.. A.).

Verfahren und Maschine zum Fräsen von Kegelrädern.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. April 1898 ab.

Die hier beschriebene Neuerung ist für solche Kegelräderfräsmaschinen bestimmt, bei denen das Werkstück auf einer Spindel sitzt, die jedesmal um eine Zahntheilung gedreht wird, nachdem der in einem hin- und hergehenden Schlitten befindliche Fräser einen Zahn geschnitten hat. Selbstverständlich kann diese Neuerung auch für andere Maschinen benutzt werden, bei denen die Winkelstellung zwischen Werkstück und Fräser zwischen zwei Schnitten geändert werden soll.

Bei Kegelrädern schliefsen bekanntlich die seitlichen Zahnflächen einen spitzen Winkel ein, und um diese Zahnflächen zu fräsen, mufs das Werkstück beim Schneiden der gegenüberliegenden Flächen verstellt werden. Es ist bisher üblich gewesen, das Werkstück und den Fräser so einzustellen, dafs zunächst die eine Seite sämmtlicher Zähne fertig geschnitten wird, wobei das Werkstück nach jedem Schnitt um eine Theilung weiter gedreht wird und der Fräser beim Vorwärtsgange den Schnitt ausführt, während er beim Rückwärtsgange des Schlittens leer läuft. Alsdann wird die Einstellung geändert in der Weise, dafs der Fräser und das Werkstück in die entsprechende Stellung zu einander gebracht werden, um die andere Seite der sämmtlichen Zähne zu schneiden und in derselben Weise fertig zu stellen. Bei dieser Herstellungsweise mufs das Werkstück zwei Umdrehungen mit der Theilscheibe ausführen , ebenso wird auch diejenige Zeit verloren, die der Fräser beim leeren Rückgänge des Schlittens, verbraucht.

Die vorliegende Neuerung vermeidet diese Uebelstände, indem ein Rad fertig geschnitten wird, wenn das Werkstück schon eine Umdrehung mit der Theilscheibe vollzogen hat. Der Fräser arbeitet auf das Werkstück sowohl bei seiner^;-Vorwärts- wie bei seiner Rückwärtsverschiebung. Auf diese Weise wird die Zeit, innerhalb welcher ein Rad geschnitten werden kann, wesentlich verkürzt und die Leistungsfähigkeit der Maschine bedeutend erhöht. Dieser Erfolg wird erreicht dadurch, dafs der Winkel zwischen dem Werkstück und der Längsverschiebung des Fräsers nach jedem Vorwä'rtsgange geändert wird, so dafs der Fräser sowohl während der Rückwärtsverschiebung des Schlittens als auch während der Vorwärtsverschiebung schneidet. Um jedesmal dieselbe Seite der Zähne während der Vorwärtsverschiebung des Fräsers zu schneiden, wird zweckmäfsig die Winkelverschiebung des Fräsers jedesmal nach der Rückwärtsbewegung geändert, obgleich dies nicht wesentlich ist. Wenngleich durch das vorliegende Verfahren theoretisch genaue Zahnformen nicht erzielt werden können, so ist die Genauigkeit derselben doch für den praktischen Gebrauch ausreichend.

Zur Ausführung des Erfindungsgedankens bei einer Kegelradfräsmaschine ist es zweckmäfsig, den Winkel zwischen dem Fräser und dem. Werkstück in der Weise zu ändern, dafs der Fräserschlitten um einen Zapfen nach jedem Vorwärtsgange schwingt und ebenso in seine frühere Stellung nach jedem Rückwärtsgange zurückschwingt,, worauf dann die Ver-

Schiebung der Theilscheibe stattfindet. Bei gewissen Fräsmaschinen kann es zweckmäfsiger sein, die Winkelyerschiebung nicht bei dem Fräserschlitten, sondern bei dem das Werkstück tragenden Schlitten vorzunehmen, doch ist es klar, dafs diese bauliche Aenderung oder ähnliche Abweichungen ausgeführt werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu berühren , der besteht in einem Werkstückträger und einem Fräserträger, von denen der eine oder beide sich gegen einander verschieben, und aus Mechanismen zur Aenderung des Winkels zwischen dem Fräser und dem Werkstück beim Wechsel der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des einen oder des anderen dieser Theile.

In den beiliegenden Zeichnungen ist:

Fig. ι eine Seitenansicht einer Kegelradfräsmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Ansicht der Theilscheibenmechanismen.

Fig. 3 ist eine Ansicht der Maschine von oben.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 in

Fig- 5·

Fig. 5 ist ein Längsschnitt.

Fig. 6 ist ein Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 5. .

Fig. 7 ist eine Endansicht.

Der Werkstückträger besteht nach Fig. 1 und 2 aus einer Spindel 1, die in Lagern eines Spindelkastens 2 sich dreht, der auf dem Grundbrett 3 der Maschine aufgesetzt ist. Das Werkstück 4 kann in bekannter Weise mit der Spindel verbunden werden, beispielsweise mittelst eines Domes 5, der durch die Spindel hindurchreicht und am hinteren Ende mit einem mit Innengewinde versehenen Handrade 6 versehen ist, um das Werkstück gegen den Kopf der Spindel anzupressen. Die Spindel wird getheilt durch die auf ihr sitzende Scheibe 7, die durch eine auf dem Arm 9 befindliche Klinke 8 um je eine Theilung gedreht werden kann. Der Arm 9, der lose auf der Spindel sich drehen kann, ist mit Zähnen 10 ausgerüstet, die von einem Zahnkranz 11 auf dem Ende eines Hebels 12, der bei 13 seinen Drehpunkt hat, gedreht werden. Der Hebel wird an eine Daumenscheibe 14 auf der Welle 1 5 mit Hülfe einer Feder 16 angedrückt, so dafs, wenn die Welle 15 sich dreht, die Daumenscheibe den Hebel hin- und herbewegt, folglich auch die Schaltklinke 8 bethätigt und daher die Werkstückspindel ■ um je eine Theilung vorschiebt. Eine Feder 17 hält die Klinke 8 stets im Eingriff mit dem Schaltrade 7. Nach jeder Theildrehung wird die Spindel in ihrer Lage erhalten mittelst eines Sperrriegels 18, dessen oberer Zahn in die entsprechende Theilnuth mittelst der Feder 19 hineingedrückt wird. Der Riegel wird zur rechten Zeit bei der Schaltung der Theilscheibe zurückgezogen mit Hülfe einer Daumenscheibe 20, die auf der Welle 15 sitzt und auf die Nase 21 am unteren Ende des Riegels einwirkt. Die Welle 15 wird durch die Kegelräder 23, 24 von der Hauptwelle 22 aus ununterbrochen gedreht.

Der Fräser 25 ist auf einer Welle 26 aufgesetzt, die, in den Lagern eines Schlittens 27 (Fig. 6) laufend, mittelst eines Schraubenradgetriebes 29, 30 angetrieben wird. Das Schraubenrad 30 sitzt auf einer kurzen Welle 31, die in Lagern 32 seitlich an dem Schlitten läuft. Die Welle ist mittelst eines Universalgelenks 33 mit der Welle 34 verbunden, deren anderes Ende ebenfalls mittelst eines Universalgelenks 35 von der Welle 36 angetrieben wird, die in einer Führung 37 des Gestells 3 gleitet. Die Welle 36 empfängt ihre Drehung durch das Schneckenradgetriebe 38, 39, das auf der Querwelle 40 (Fig. 7) sich befindet. Infolge dieser Anordnung wird die Fräserweüe in ununterbrochener Drehung trotz der Verschiebungen des Fräserschlittens erhalten.

Die Führung 28, auf welcher der Fräserschlitten sich verschiebt, befindet sich auf einem Bett 41, das auf dem Rahmen 3 schwingt. Dieses Bett besitzt einen nach unten gerichteten Zapfen 42, der in einem runden Ausschnitt 43 des Rahmens 3 sich dreht und behufs Durchtritts der Welle 22, zum Theil weggeschnitten ist. Das Bett 41 wird um diesen Zapfen gedreht, sobald der Fräserschlitten am Ende seines Weges in der einen oder anderen Richtung angekommen ist, und zwar mit Hülfe eines hin - und hergehenden Schlittens 44 (Fig. 6), der mit einem zwischen zwei Lappen 46 und 47 des Bettes 41 befindlichen Oehr 45 versehen ist. Stellschrauben 48 und 49 in den Lappen 46 und 47 bilden die Anschläge für das Oehr 45; bei Einstellung dieser Schrauben kann der todte Gang zwischen dem Schlitten und dem Bett gerichtet und auf diese Weise die Verschiebung des Bettes nach Erfordern geregelt werden. Der Schlitten 44 wird auf den beiden Zapfen 50 geführt, die aus dem Maschinengestell 3 vorstehen und durch Schlitze 51 in dem Schlitten hindurchreichen. Der Schlitten wird zur richtigen Zeit nach der einen und dann in der anderen Richtung verschoben mittelst zweier unrunder Scheiben 52 und 53, die auf der Hauptwelle sitzen und auf die Rollen 54 und 55 des Schlittens einwirken. Während des Vorlaufs des Fräserschlittens läuft die Rolle 54 auf dem Kreisbogen der unrunden Scheibe 52, und das Bett ist fest zwischen dem Lappen 45 und einer Stellschraube 56 eingespannt, die in einem Knaggen 57 des Gestells sich befindet und an die linke Seite des Bettes anstöfst. Sowie der Fräser das Werkstück passirt hat,

hat auch die unrunde Scheibe 52 die Rolle 54 passirt, und es wirkt jetzt die unrunde Scheibe 53 auf die Rolle 55 ein und schiebt den Schlitten 44 nach rechts in Fig. 6. Infolge dieser Verschiebung schwingt auch das Fräserschlittenbett um seinen Zapfen, und sowie die Rolle 55 die Höhe der unrunden Scheibe 53 erreicht, ist auch das Bett zwischen dem Anschlag 45 und den Stellschraube 58 festgespannt. Während des" Rücklaufs des Schlittens läuft die Rolle 5 5 auf den hohen Rücken der unrunden Scheibe 53 und hält das Schlittenbett fest gegen die Stellschraube 58. Nachdem der Fräser das Werkstück bei seinem Rücklauf passirt hat, wirkt die unrunde Scheibe 52 wieder auf die Rolle 54 und bewegt das Bett gegen die Stellschraube 56.

Da der gröfsere Theil der zu schneidenden Zahnlücke während des Vorlaufs des Fräsers weggeschnitten wird, so kann der Rücklauf rascher vor sich gehen und aus diesem Grunde hat die unrunde Scheibe 53 einen kürzeren Bogen als die Scheibe 52.

Der Schlitten wird hin- und herverschoben mittelst einer Curvenscheibe 59 (Fig. 5), die auf der Welle 22 sitzt und mit einer Curvennuth 60 (Fig. 5) versehen ist, in welche eine Rolle 61 eingreift, die von dem Zapfen 62 eines Schiebers 63 gehalten wird. Der Schieber 63 liegt in einer Nuth 64 des Gestells 3, das an beiden Seiten der Scheibe 59 durch einen in dem Bett 41 befindlichen Ausschnitt 65 nach oben reicht (Fig. 4 und 5).

Eine Rolle 66 ist auf einen Zapfen 6y aufgesetzt, der von dem Schieber 63 durch einen Bogenschlitz 68 in dem Fräserschlitten nach oben durchreicht. Sowie sich die Welle dreht, wird der Schieber 63 hin- und herbewegt und bewegt auch den Fräserschlitten ohne Rücksicht auf dessen schwingende Bewegung hin und her. Die Curvennuth 60 ist so beschaffen, dafs der Rücklauf des Schlittens rascher erfolgt als der Vorlauf, weil, wie schon oben bemerkt, der Fräserschnitt beim Rücklauf nicht so viel zu leisten hat wie beim Vorlauf.

Die Welle 22 wird ununterbrochen gedreht mit Hülfe des auf ihr sitzenden Schneckenrades 69, das angetrieben wird durch die auf der Querwelle 40 aufgekeilte Schnecke 70. Diese Querwelle wird durch eineRiemscheibe 71 angetrieben.

Während jeder Umdrehung der Welle 22 wird- der Fräser durch das Werkstück hindurchgezogen, um die eine Seite eines Zahnes zu bearbeiten. Darauf wird die Winkelstellung zwischen dem Fräser und dem Werkstück verändert, indem das Fräserschlittenbett um seinen Zapfen schwingt. Nunmehr kehrt der Fräser zurück und schneidet die andere Seite des Zahnes, worauf das Bett in seine erste Lage zurückgeführt wird und jetzt das Werkstück um eine Zahntheilung verdreht wird, um dem wieder vorwärts gehenden Fräser einen neuen Zahn zu bieten. Wenn das Werkstück nach und nach eine ganze Umdrehung ausgeführt hat, so sind die Zähne auf beiden Zähnen bearbeitet, die Maschine wird dann stillgesetzt und ein neues Werkstück wird eingesetzt.

Sollte die Breite des Fräsers ebenso grofs sein wie die Breite des Zwischenraumes zwischen den Zähnen an ihrer inneren Kante, dann wird die Achse, um welche der Fräserschlitten schwingt, in einer Linie mit der inneren Kante der Zähne liegen; sollte jedoch der Fräser schmaler sein als der Raum zwischen den Zähnen, so mufs die Achsenlinie des Schlittens hinter den Innenkanten der Zähne liegen. Daher ist die Einrichtung getroffen, um die relative Stellung der Schwingungsachse des Schlittens zu dem Werkstück zu verstellen, und dies wird zweckmäfsig durch Einstellung des Spindelsupports geschehen, obgleich auch ebensogut dies durch Einstellung der Schwingungsachse erfolgen kann. Nach der Zeichnung ist der Spindelkasten 2, der die Spindel 1 trägt, auf Führungen des Rahmens 3 verschiebbar und kann entsprechend der relativen Lage des Schwingzapfens 42 eingestellt werden mit Hülfe einer Stellschraube 72, die in einem Knaggen 73 des Spindelkastens 2 gelagert ist und in einer Mutter 74 des Rahmens 3 sich verstellen läfst.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Fräsen von Kegelrädern, dadurch gekennzeichnet, dafs der Fräser sowohl beim Vor- als auch beim Rückgang schneidet und entweder der Fräseroder der Werkstückschlitten um einen Winkel verstellt wird, nachdem der Voroder Rücklauf beendet ist, zum Zweck, die beiden Seitenflächen der Kegelradzähne bei nur je einem Vor- und Rücklauf des Fräsers zu schneiden.

2. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der den Fräser 25 tragende Schlitten 27 auf einem Bett 41 sich verschiebt, das um einen Zapfen 42 die erforderlichen Winkelschwingungen ausführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.