DE1752100C

DE1752100C - Machine for toothing bevel gears with tool tappets on a rotating cradle

Info

Publication number: DE1752100C
Authority: DE
Inventors: Ernst Jakob Fairport NY Hunkeler (V St A )
Original assignee: The Gleason Works Rochester, N Y (VStA)
Publication date: 1971-12-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Verzahnen von Kegelrädern mit einer drehbaren Wiege, mit Führungen, die parallel zu einer sich quer zur Wiegenachse erstreckenden Ebene verlaufen, mit mindestens einem auf den Führungen hin- und herbeweglich angeordneten Werkzeugstößel und mit einem auf der Wiege angeordneten Antrieb, der den bzw. die Stößel derart hin- und herbewegt, daß die hin- und hergehenden Massen auf die Wiege ein um die Wiegenachse hin- und herschwingendes Drehmoment ausüben.The invention relates to a machine for toothing bevel gears with a rotatable Cradle, with guides that run parallel to a plane extending transversely to the cradle axis at least one tool ram arranged to be movable to and fro on the guides and with a drive arranged on the cradle, which moves the plunger or plunger back and forth in such a way that the reciprocating masses on the cradle a torque swinging back and forth about the cradle axis exercise.

Diese Maschine dient dem Veraahnen gerade oder schräg verzahnter Kegelräder mit oder ohne balliger Form der Zahnflanken nach dem Abwälzverfahren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Maschine so auszugestalten, daß sie bei hoher Betriebsgeschwindigkeit trotz der hin- und hergehenden Bewegung des oder der von Wiege getragenen Werkzeugstößel schwingungsfrei und ruhig laufen kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein auf der Wiege hin- und herbeweglich angeordnetes Gegengewicht gelöst, dessen Bewegungsebene ungefähr t|uer zur Wiegendrehachse verläuft und das mit dem Stößelantrieb derart gekuppelt ist, daß es entgegen dem schwingenden Drehmoment hin- und herpendelt.This machine is used to mesh straight or helical bevel gears with or without crowned ones Shape of the tooth flanks after the hobbing process. The invention is based on the object Design the machine in such a way that it can operate at high speeds despite the reciprocating Movement of the tool ram or rams carried by the cradle can run vibration-free and smoothly. According to the invention, this object is achieved by means of a counterweight arranged on the cradle such that it can move back and forth solved, whose plane of motion runs approximately beyond the axis of rotation of the cradle and that with the The ram drive is coupled in such a way that it oscillates back and forth against the oscillating torque.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Untcransprüchen angegeben.Appropriate configurations of the subject matter of the invention are given in the unconditional claims.

Die Erfindung sei nunmehr an Hand eines bevorzugten Ausführung! Beispiels erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigtThe invention is now based on a preferred embodiment! Example explained in the Drawings is shown. In these shows

F i g. I eine schaubildlichc Ansicnt der Maschine,F i g. I a diagrammatic view of the machine,

F i g. 2 einen Aufriß der die Werkzeuge tragenden Wiege,F i g. 2 is an elevation of the cradle carrying the tools;

F i g. 3 einen den Werkzcugstößelantrieb darstellenden Schnitt durch die Wiege längs einer Ebene, welche die Wiegenachse aufnimmt undF i g. 3 a section through the cradle along a plane, showing the tool ram drive, which accommodates the cradle axis and

F i g. 4 einen Querschnitt etwa längs der Ebene 4-4 der F i g. 3.F i g. 4 shows a cross section approximately along the plane 4-4 of FIG. 3.

Im Gestell 1 der die Erfindung verkörpernden Maschine ist um eine waagerechte Achse 3 drehbar eine Wiege 2 gelagert, die auf ihrer Stirnseite zwei die Hohelstälile T aufnehmende Stößel trägt, deren Bahnen ungefähr aufrechtstehen. Die Hobelstähle bearbeiten die entgegengesetzten Flanken eines Zahnes eines Werkstücks (7, das mittels eines Futters 4 auf einer Werkstückspindel 5 eingespannt ist.In the frame 1 of the machine embodying the invention, a cradle 2 is rotatably mounted about a horizontal axis 3, which on its front side carries two rams which receive the Hohelstälile T and whose tracks are approximately upright. The planing steels machine the opposite flanks of a tooth of a workpiece (7, which is clamped on a workpiece spindle 5 by means of a chuck 4.

Die Werkstückspindel ist um ihre Achse 6 drehbar in einem Werkstückkopf 7 gelagert, der von einer schwenkbar gelagerten Platte getragen wird und sich auf dieser (Matte längs deren Gleitbahn 9 gradlinig verschieben und einstellen läßt. Die Gleitbahn 9 verläuft parallel /ur Spindclachse 6. Di« Schwenkachse II, um die sich die Platte 8 auf einer sie tragenden Platte IZ verschwenken und einstellen läßt, verläuft waagerecht. Die Platte 12 ist ihrerseits auf einer lotrechten Flüche eines auf dem Maschinengestell I angeordneten Ständers 13 um eine wsiagrechte Achse 14 schwenkbar angeordnet, wobei diese Verschwenkung dem Zweck dient, den Vorschub und Rückzug des Werkstücks herbeizuführen. The workpiece spindle is rotatably mounted about its axis 6 in a workpiece head 7, which is carried by a pivotably mounted plate and can be shifted and adjusted in a straight line on this (mat along its slide 9. The slide 9 runs parallel to the spindle axis 6. pivot axis II, about which the plate 8 pivot on a bearing them plate IZ, and can be adjusted, extends horizontally. the plate 12 is in turn arranged on a vertical hexes a arranged on the machine frame I stator 13 by a wsiagrechte axis 14 pivotally, said The purpose of pivoting is to bring about the advance and retraction of the workpiece.

Die Wiege 2 (F i g. 2) ist als Hnhlzylindcr mit einer Inneren Zylinderfläche S9 ausgestaltet, deren Achse Il exzentrisch zur Umlaufachse 3 der Wiege gelegen IhI. Auf dieser Innenfläche 59 sind zwei Halter 62 in Umfangsrichlung, d. h. um die Achse el verschiebbar gelagert und nach ihrer Einstellung an der Wiege Sureh Bolzen 63 festklemmbar. An jedem Halter 62 ist mittels eines Zapfens 63 eine Platte 66 schwenkbar gelagert, die starr an einem Führungsarm 67 für einen Werkzeugstößel befestigt ist. Die Schwenkachse 68 des Gelenkzapfens 65 schneidet die Achse 61 der Hohlzylindei fläche 59 rechtwinklig. Jeder der beiden Führungsaime 67 hat eine ebene Fläche 69, mit der er an einer ebenen Fläche des Halters 62 anliegt und an diesem durch Schrauben 80 festgeklemmt ist, die durch bogenförmige Schlitze des Armes hindurchgehen. Diese Schlitze bieten die Möglichkeit, den The cradle 2 (FIG. 2) is designed as a hollow cylinder with an inner cylinder surface S9, the axis II of which is eccentric to the axis of rotation 3 of the cradle IhI. On this inner surface 59, two holders 62 are mounted in the circumferential direction, ie so as to be displaceable about the axis E1, and after they have been set, they can be clamped to the cradle Sureh bolts 63. On each holder 62 a plate 66 is pivotably mounted by means of a pin 63, which is rigidly attached to a guide arm 67 for a tool ram. The pivot axis 68 of the pivot pin 65 intersects the axis 61 of the Hohlzylindei surface 59 at right angles. Each of the two guide aime 67 has a flat surface 69 with which it rests against a flat surface of the holder 62 and is clamped to this by screws 80 which pass through arcuate slots in the arm. These slots offer the possibility of the

ίο Führungsarm 67 um die Achse 68 zu verschwenken und festzuklemmen. An jedem der beiden Führungsarme 67 ist ein Werkzeugstößel 71 in einer Ebene hin- und herbeweglich, die parallel zur Fläche 69 verläu't, also rechtwinklig zur Achse 68. Auf jedem Stößel 71 ist ein Hobelstahl T längs T-Tuten 73 verstellbar und durch Schrauben 74 festklemmbar.ίο Swivel guide arm 67 about axis 68 and clamp it. At each of the two guide arms 67, a press ram 71 is reciprocated in a plane and forth, the verläu't parallel to the surface 69, that is perpendicular to the axis 68. Each plunger 71 is adjustable in a planing steel T along T-tooting 73 and by screws 74 can be clamped.

Beim Verzahnungsvorgang dreht ein motorischer Antrieb die Wiege 2 um die Achse 3 hin und her und erteilt gleichzeitig dem Werkstückrad G eine Hin-During the gearing process, a motor drive rotates the cradle 2 back and forth around the axis 3 and at the same time gives the workpiece wheel G a backward movement.

a° und Herdrehung um seine Achse 6. Bei jeder Hin- und Herdrehung der Wiege wird eine Zahnlücke herausgearbeitet, worauf das Werkstückrad von den Hobelstählen T zurückgezogen wird. Alsdann erfährt das Werkstückrad durch eine Teilschaltvorrichtung eine Weiterdrehung um eine Zahnteilung, bevor die nächste Zahnlücke herausgearbeitet wird. Die Hobelstößcl können durch denselben Motor angetrieben werden. Gewünschtenfalls kann man dafüt aber auch einen zweiten Motur vorsehen. Der Antrieb erfolgt über eine Welle 107 (F i g. 3) welche um die Achse 3 drehbar in einem an der Wiege 2 befestigten Halter 108 gelagert ist. Diese Welle 107 trägt ein auf ihr befestigtes Ritzel 109, das ein Zahnrad 111 auf einer Kurbelwelle 112 antreibt, deren Kurbelwange und Kurbelzapfen mit 113 bzw. 114 bezeichnet sind. Der Kurbelzapfen 114, (Fig. 3 und 4) trägt einen Stein 115, der in einem quer verlaufenden Kulissenschlitz einer parallel geführten Kulisse 117 gleitet. Der Schlitz hat beiderseits Führungsleisten 116 für dena ° and rotation about its axis 6. With every back and forth rotation of the cradle, a tooth gap is worked out, whereupon the workpiece wheel is withdrawn by the planing steels T. Then the workpiece wheel is further rotated by a tooth pitch by a partial indexing device before the next tooth gap is worked out. The planing rams can be driven by the same motor. If desired, however, a second motor can also be provided. The drive takes place via a shaft 107 (FIG. 3) which is rotatably mounted about the axis 3 in a holder 108 attached to the cradle 2. This shaft 107 carries a pinion 109 attached to it, which drives a gear 111 on a crankshaft 112 , the crank web and crank pin of which are designated 113 and 114, respectively. The crank pin 114 (FIGS. 3 and 4) carries a stone 115 which slides in a transverse link slot of a parallel link 117. The slot has guide strips 116 on both sides for the

>o Stein. Dieser ist durch einen Gelenkzapfen 118 mit einem Hebel 119 und durch einen Gelenkzapfen 121 mit zwei parallelen Lenkern 122 verbunden. Diese Lenker sind schwingend mittels eines Zapfens 123 an dem mehrteiligen Halter 108 der Wiege gelagert, während der Hebel 119 auf einer in der Wiege 2 und in dem Halter 108 drehbar gelagerten Welle 124 befestigt ist, deren Achse mit 61 bezeichnet ist. Die Welle 124 trägt eine Kurbelscheibe 125 mit zwei Kurbelzapfen 126, die an den beiden Werkzeugstößein 71 angreifen (F i g. 3).> o stone. This is connected to a lever 119 by a pivot pin 118 and to two parallel links 122 by a pivot pin 121 . These links are pivotably mounted on the multi-part holder 108 of the cradle by means of a pin 123 , while the lever 119 is fastened to a shaft 124 rotatably mounted in the cradle 2 and in the holder 108 , the axis of which is denoted by 61. The shaft 124 carries a crank disk 125 with two crank pins 126 which engage the two tool rams 71 (FIG. 3).

Die Kulisse 117 wird durch die als Parallelogrammlenker wirkenden Arme 119 und 122 an dem an der Wiege befestigten Halter 108 parallel geführt und durch den umlaufenden Kurbelzapfen 114 mit einer harmonischen Bewegung hin- und herbewegt. Die Führungsleisten 116 der Kulisse 117 werden daher parallel zu sich selbst quer zu ihrer Längsrichtung bewegt, wenn sie mit Bezug auf F i g. 4 durch Umlauf der Kurbel 112 bis 115 auf- und abbewegt werden. Es handelt sich dabei um eine reine harmonische Bewegung. Da die Hin- und Herbewegung der Werkzeugstößel 71 zum Umlauf der Kurbel 125,126 in der gleichen Beziehung steht wie die Auf- und Abbewegung der Führungsleisten 116 zur Schwingung The link 117 is guided in parallel by the arms 119 and 122 acting as parallelogram links on the holder 108 attached to the cradle and is moved back and forth with a harmonious movement by the circumferential crank pin 114. The guide strips 116 of the link 117 are therefore moved parallel to themselves and transversely to their longitudinal direction when they, with reference to FIG. 4 can be moved up and down by rotating the crank 112 to 115 . It is a pure harmonic movement. Since the back and forth movement of the tool ram 71 to the rotation of the crank 125, 126 is in the same relationship as the up and down movement of the guide strips 116 to the oscillation

des Armes 119, werden auch die Hobelstähle T mit einer harmonischen Bewegung hin- und herbewegt. Die Hublänge der Werkzeugstößel 71 läßt sich dadurch verstellen, daß man den Ktirbelradius desof the arm 119, the planing steels T are also moved back and forth with a harmonious movement. The stroke length of the tool ram 71 can be adjusted by changing the Ktirbelradius of the

Kurbelzapfen* 114 verstellt. Zu diesem Zweck ist dieser uuf einem radial verstellbaren Schieber 133 ungeordnet, der auf einer Schwalbenschwunzführung des Kurbelarms 113 verschiebbar ist. Der Schieber 133 hat einen Querschlitz, in den ein exzentrischer Zapfen 134 einer Welle 135 eingreift, die in der Kurbelwelle 112 verschiebbar ist. Wird eine relative Drehung zwischen der Welle 135 und der Kurbelwelle!^ herbeigeführt, dann wird dadurch der Schieber 133 verschoben und somit der Kurbelzapfen 114 in radialer Richtung auf dem Kurbelarm 113 vorstellt.Crank pin * 114 misaligned. To that end is this is disordered on a radially adjustable slide 133 on a dovetail guide of the crank arm 113 is slidable. The slide 133 has a transverse slot into which an eccentric Pin 134 of a shaft 135 engages, which is displaceable in the crankshaft 112. Becomes a relative Rotation between shaft 135 and crankshaft! ^ brought about, then the slide 133 is displaced and thus the crank pin 114 presents in the radial direction on the crank arm 113.

Durch die Massenwirkung der Hobclsiößel wird auf die Wiege ein wechselndes Drehmoment ausgeübt, das die Wiege um ihre Achse 3 im Takt mit dem Hin- und Herlauf der Stößel zu drehen sucht UiH.' dadurch mangels besonderer Vorkehrungen die Maschine bei Betrieb mil hohen Schnittgeschwindigkeiten in Schwingungen versetzen würde. Um nun diese unerwünschten Massenv/irkungen auszugleichen ao und um dadurch bei gesteigerter Tüte eine höhere Schnittgeschwindigkeit und dadurch eine höhere Leistung der Maschine zu ermöglichen, ist nun an dem an der Wiege angeschraubten Halter ein Gegengewicht 136 um einen Zapfen 123 per.dclnd angeord- aj net (vgl. Fig. 3 und 4). An diesem Gegengewicht ist ein Stein 137 mittels eines Zapfens 138 gelagert und gleitend in einem Querschlitz 139 der schwingenden Kulisse 117 geführt. Dieser Anordnung zufolge schwingt das Gegengewicht 136 jeweils in der entgegengesetzten Drehrichtung wie der Hebel 119. Schwingt die Kulisse 117 mit Bezug auf Fig. 4 abwärts, dann dreht sich der Hebel 119 im Gegenuhr-/cigersinn um seine Achse 61, während das Gegengewicht um die Aclue des Zapfens 123 im Uhrzeigersinn schwingt. Bei dem dargestellten Aus^führungsbcispiel weist das Gegengewicht einen aus Blei besteheiiden Kern 141 auf und liegt daher mit seinem Schwerpunkt ungefähr in der die Achsen 3 und 61 und die Achse des Zapfens 123 aufnehme: den radialcn Ebene. Dk- Pendelbewegung dieses Schwerpunktes um den Zapfen 123 erfolgt ungefähr in Umfangsrichtung der Wiege. Diese Pendelbewegung erzeugt daher beim Betrieb der Maschine ein pendelndes Drehmoment, das die Masse des Gewichts auf die Wiege 2 um deren Achse 3 ausübt. Dieses Massendrehmoment isi demjenigen entgegengerichtet, das durch die hin- und hergehenden Massen der Werkzeugstößel auf die Wiege ausgeübt wird.Due to the mass action of the pusher, an alternating torque is exerted on the cradle, which tries to turn the cradle about its axis 3 in time with the back and forth movement of the pusher. as a result, in the absence of special precautions, the machine would vibrate when operating at high cutting speeds. In order to compensate for these undesirable effects of mass and thereby enable a higher cutting speed and thus a higher performance of the machine with an increased bag, a counterweight 136 is now arranged around a pin 123 on the holder screwed to the cradle net (see. Fig. 3 and 4). A stone 137 is mounted on this counterweight by means of a pin 138 and is slidably guided in a transverse slot 139 of the oscillating link 117. According to this arrangement, the counterweight 136 swings in the opposite direction of rotation as the lever 119. If the link 117 swings downwards with reference to FIG Aclue of the pin 123 swings clockwise. In the embodiment shown, ührungsbcispiel ^f the counterweight has a besteheiiden lead core 141 and therefore lies with its center of gravity about the axes 3 and 61 and receiving the axis of the pivot 123: the radialcn level. Dk pendulum movement of this center of gravity around the pin 123 takes place approximately in the circumferential direction of the cradle. This pendulum movement therefore generates a pendulum torque when the machine is in operation, which the mass of the weight exerts on the cradle 2 about its axis 3. This mass torque is opposite to that exerted on the cradle by the reciprocating masses of the tool ram.

Claims

Patent claims:

1. Machine for cutting bevel gears with a rotating cradle, with guides that run parallel to a plane extending t | iier to the cradle axis, with at least a tool ram arranged to be movable to and fro on the guides and with one on the drive arranged in the cradle, the shock (s)! back and forth in such a way that the reciprocating masses on the cradle a back and forth swinging about the cradle axis Apply torque, marked that is, a counterweight (136) arranged to be movable to and fro on the cradle, its plane of movement runs roughly transversely to the cradle pivot axis (3) and that tiiit the ramshaft (112, 126) is coupled in such a way that it oscillates back and forth against the oscillating torque.

2. Machine according to claim I, characterized in that that the counterweight (136) on the cradle about an axis of rotation (3) parallel to it Axis (123) is mounted oscillating and in the middle of its back and forth movement with its center of gravity lies essentially in the plane which the oscillation axis (123) and the Wiegcnumlaufachse (3) receives.

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that one with a cross section / (116) the connecting link (117) is mounted on the cradle by parallelogram links (119, 122) and one in the cradle through a crank pin (114) engaging in its transverse slot (116) rotatable crankshaft is reciprocable and by one of the parallelogram links (119) is connected to the ram drive (124) and, in turn, is locked in motion with the counterweight (136) connected is.

4. Machine according to claim 3, characterized in that the axis of the articulated connection the counterweight (13ό) with the cradle with the swivel axis Ί23) of a parallel link (122) coincides and that clic gate (117) with the counterweight (136) through a sliding connection (137) is coupled through which the counterweight in the opposite Pivoting direction like the parallelogranim link . (119, 122) can be driven.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings