DE497849C - Verfahren zum Schneiden von Zahnraedern aus dem vollen Werkstueck nach dem Waelz-verfahren, bei dem nach jeder vollen Umdrehung des Werkstuecks eine erneute Einstellung der Schnittiefe des Werkzeugs erfolgt - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, Zahnräder (einschließlich der Räder mit einfach wie auch" doppelt schraubengangförmigen Zähnen) durch Aushobeln der Zahnlücken aus den vollen Scheiben herzustellen, wobei die Kammstähle jeweils in der Mitte einer Zahnlücke angreifen und in dieser radial gegen das Werkstück, entsprechend der gewünschten Spantiefe, verstellt wurden. Hierbei ergibt sich der Übelstand, daß mit zunehmender Spantiefe die Angriffsfläche der Stähle wächst, was zufolge der schrägen Flanken starke Klemmwirkungen hervorruft, und Schwingungen auftreten, die sowohl einen schädlichen Einfluß auf die Lagerung des Arbeitsstücks als auch des Werkzeugs ausüben und ein genaues Arbeiten unmöglich machen.

Andererseits hat man vorgeschlagen, beim Gewindeschneiden den Schneidstahl oder auch den Strehler parallel zu der einen Flanke gegen das Arbeitsstück zu verstellen, um an dieser den Widerstand zu verringern und so ein leichteres und störungsfreies Arbeiten zu erzielen. Diese Arbeitsweise hat nun eine entsprechende Anwendung bei dem den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern aus dem Vollen nach dem Wälzverfahren gefunden, bei dem nach jeder vollen Umdrehung des Werkstücks eine erneute Einstellung der Spantiefe des Werkzeugs erfolgt.

Erfindungsgemäß erfährt entweder das Werkstück bei seiner Einstellung auf Spantiefe eine zusätzliche Drehbewegung entgegen der Schaltbewegung oder das Werkzeug eine zusätzliche Bewegung zu seiner tangentialen Abwälzbewegung.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der die Schraubenspindel für den zur Regelung der Spantiefe erforderlichen Vorschub des Werkstücks und ein Schnecken- oder Schraubengetriebe, das dem Werkzeugschlitten eine von der tangential zum Werkstückrade erfolgenden Abwälzbewegung unabhängige zusätzliche Tangentialverschiebung erteilt, gemeinsamen Antrieb erhalten, so daß die Zustellung auf Spantiefe und die Erzeugung der zusätzlichen Tangentialverschiebung des Werkzeugs gleichzeitig erfolgen.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren 'Ausführungsformen veranschaulicht.

Abb. ι ist eine Seitenansicht einer entsprechend eingerichteten Maschine zum ■ Schneiden von doppelt schraubengangförmigen Zähnen mittels Kammstähle.

Abb. 2 und 3 zeigen den Schneckenantrieb für Antrieb der Stellspindel des Werkzeugs in teilweise geschnittener Oberansicht.

Abb. 4 ist die andere Seitenansicht der in Abb. ι dargestellten Maschine.

Abb. 5 ist eine Stirnansicht der Maschine gemäß Abb. 1 in der Richtung von links nach rechts gesehen und

Abb. 5a ein zugehöriger Längsschnitt. Abb. 6 zeigt eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Maschine und

ao Abb. 6a einen teilweisen Längsschnitt hierzu.

Abb. 7 ist eine Abwicklung eines Teils eines Rades mit doppelschraubengangförmigem Zahn.

Abb. 8 zeigt schematisch die Einwirkung des Werkzeugs auf das Werkstück in den einzelnen Arbeitsstufen.

Abb. 9 bis 12 veranschaulichen schematisch in Seitenansichten die Herstellung eines Zahnrades aus einer vollen Scheibe mittels Kammstahl in verschiedenen fortschreitenden Arbeitsstufen nach dem neuen Verfahren.

Abb. 13 ist eine entsprechende Ansicht zur Erläuterung des Schneidens einer Zahnstange aus dem Vollen mittels Kammstahl.

Nach dem gebräuchlichen Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern aus dem vollen Werkstück - wird das Werkzeug bzw. der Schneidzahn jeweils entsprechend der beabsichtigten Spantiefe radial zur Werkstückachse verschoben, so daß seine Mittelebene stets mit derjenigen der zu erzeugenden Zahnlücke zusammenfällt. Beim vorliegenden Verfahren wird dagegen das Schneidwerkzeug so angeordnet und angesetzt, daß es unterhalb der Mittelebene der herzustellenden Zahnlücke zu schneiden beginnt und seine Mittelebene sich jener mit zunehmender Schnittiefe infolge der ihm erteilten zusätzlichen Bewegungen allmählich nähert. Die Größe der letzteren entspricht gemäß Abb. 8 in ihrer Gesamtheit dem Abstande der Linien A-B und C-D voneinander, und es ergeben sich z. B. die verschiedenen punktiert angedeuteten Arbeitsstufen mit Bezug auf das Werkstück. Hierbei arbeitet der Schneidzahn α vor allem mit seiner Tiefenschneidkante b und seiner vorderen Schneidkante c, während die rückwärtige Kante d nur die kurzen Schnitte zur Erzeugung der geraden Zahnflanke auszuführen hat.

Hierbei erhält das Werkzeug 2 eine zusätzliche Verschiebung in Richtung des Pfeiles w, die insgesamt gleich der Projektion g, h der rückwärtigen Schneidkante d des Schneidzahnes α auf die Grundlinie f, g des Kammstahles bzw. dem Abstande der Projezierenden A-B und C-D ist. Der tangential Vorschub gegen das Werkstück beträgt etwa ein Viertel der Zahntiefe und ist abhängig vom Neigungswinkel der Schneidkante d. Hierdurch tritt trotz zunehmender Spantiefe eine stark verminderte Keilwirkung ein, da die Schneidwirkung der Kante d annähernd gleichbleibt und ihr übriger Teil lediglich sich auf der fertigen Zahnflanke führt. Außerdem ergibt sich eine noch genauere Gestaltung der Zahnflanken bei gleichzeitiger Einwirkung von einer "Mehrzahl von Schneidzähnen eines Kammstahles.

Zur Erzeugung von Zähnen bestimmten Profils, das von den geraden Flanken abweicht, erhält dias Werkstück oder das Werkzeug zusätzliche Abwälzbeweigungen, die das gewünschte Wälzprofil sichern. Durch die neue Zusatzbewegung des Schneidwerkzeugs 2 wird die Abwälzbewegung des Werkzeugs so vergrößert, daß eine Ausführung der Zahnflanken erfolgt, wie sie in den Abb. 9 bis 12 gezeigt ist. Anstatt den Vorschub des Werkzeugs wie bisher gleich demjenigen des Werkstücks bzw. seiner Teilung zu wählen, ist er in der Regel größer, und zwar um die Projektion der Neigung der Seitenschneidkante d auf die Grundlinie f,g des Werkzeugs.

Zur Durchführung des Verfahrens können verschiedene Vorrichtungen Anwendung finden, welche die erforderlichen erhöhten Geschwindigkeiten zulassen. In Abb. 1 bis 5 ist eine entsprechend eingerichtete und bereits erprobte Maschine zur Herstellung von Zahnrädern veranschaulicht. In dieser werden die Kammstähle 2 und 2^a in bekannter Weise auf ihren geneigten Bahnen zwecks Erzeugung der Schnitte hin und her bewegt, während das Werkstück 3 so angeordnet ist, daß es seine Schaltungen durch das Schneckenrad 5 erhalten kann. Wie aus Abb. 1 ersichtlich ist, sitzt letzteres mit dem punktiert angedeuteten Werkstück auf der gleichen Welle 6, die sich in Richtung des Pfeiles in Lagern des auf dem Arbeitstisch der Maschine verstellbaren Schlittens 4 drehen. Der Antrieb des Werkstücks erfolgt durch Schnecke 7, die auf der Welle 8 befestigt ist, welche ihre Drehung vom Geschwindigkeitswechseilgetriebe in bekannter Weise so erhält, daß die relative Umfangsgeschwindigkeit des Werkstücks mit Bezug auf den Vorschub des Tragschlittens 8" für die Kammstähle 2 dem Werkstück 3 bei seinen Schaltungen ein Abwälzen auf letzteren ermöglicht.

Während dieser Schaltungen wird der Werkzeugschlitten unter Einwirkung der von dem Getriebe ίο, ι o^B, Wellen und Wechselrädergetriebe 12 in Umdrehung versetzten Schraubenspindel 9 in entsprechendem Maße angehoben.

Um nun eine Zusatzbewegung des Schlittens 8^a nebst den Schneidwerkzeugen 2 zu erzielen, wird die die Schraubenspindel 9 umfassende Mutter 14, welche von dem den Schlitten 8^a aufnehmenden Rahmengestell 38° getragen wird, mittels einer Schnecke 15 gedreht, die in seitlichen Ansätzen o. dgl. der Mutter 14 gelagert ist und mit einem Schnekkenradkranz 16 des sich auf der Schraubenspindel drehenden Teiles 14^s der Mutter in Eingriff steht. Eine Drehung dieses Teiles I4^a bedingt eine axiale Verschiebung des Schlittens, an welcher die Mutter 14 nebst

ao Lagerung und Schnecke 15 ungestört teilnehmen können, da letztere gelenkig mit einer biegsamen Welle 17 verbunden ist, die den Anschluß an die Treibwelle r8 vermittelt. Auf dem freien äußeren Ende dieser Welle sitzt

»5 die Handkurbel 19 nebst einem Zahnrad 23, welches durch Zwischenrad 22 das Rad 21 auf dem äußeren Ende der Schraubenspindel 20 antreibt, die ihrerseits in bekannter Weise in dem Werkstückschlitten 4 der Welle 6 geführt ist (s. Abb. 4). Es läßt sich also durch entsprechende Drehung der Handkurbel 19 die Welle 6 nebst Schneckenrad 5 und Werkstück 3 gegen das Schneidwerkzeug 2 entsprechend der gewünschten Schnittiefe verstellen (sobald das Werkzeug eine Umdrehung vollendet hat und die zugehörige Anzahl von Schnitten ausgeführt sind) und dabei gleichzeitig durch Welle 18 nebst Schneckengetriebe 15, 16 und Mutter 14" dem Schneidwerkzeug 2 die passende zusätzliche Bewegung erteilen, wie sie die herzustellende Zahnform erfordert.

Anstatt nun dem Werkzeug die Zusatzbewegung zu erteilen, könnte dieselbe auch das Werkstück 3 erhalten, indem seine Bewegung verzögert oder umgekehrt wird, was nach Ausschaltung des Geschwindigkeitswechselgetriebes am äußeren Ende der Welle 8 möglich (s. Abb. 4), aber hinsichtlieh der Genauigkeit der Einstellung mit großen Schwierigkeiten verknüpft wäre.

Wie aus Abb. 5 und 5a ersichtlich ist, sitzt das Werkstück 3 auf einem Zapfen 100 und wird auf diesem mittels Mutter ior gesichert.

Das auf dem äußeren Zapfenende sitzende Schneckenrad 5 erhält Antrieb durch eine Schnecke 7, die von einem Arm des Werkstückschlittens getragen wird und sich daher mit diesem verschiebt.

Bei der abgeänderten Ausführungsform der Maschine gemäß Abb. 6 erhalten die Schneidwerkzeuge 2 lediglich eine hin und her gehende Bewegung auf ihren Führungen, während das auf der Welle 6 sitzende Werkstück 3 mittels seines Schlittens 24 entlang der Führung 24° in lotrechter Richtung gesenkt bzw. gehoben werden kann, so daß ein Abwälzen des Werkstücks auf dem Werkzeug in bekannter Weise möglich ist. Hierbei wird nun eine Zusatzbewegung auf den Schlitten 24 in demselben Verhältnis oder Grade übertragen, wie sie vorher die Schneidwerkzeuge 2 erhielten. Hierzu wird die Drehbewegung der auf Welle 103 sitzenden Antriebsscheibe 102 mittels Rädergetriebe 104, 105, 106 auf die Welle 107 übertragen, die ihrerseits durch die Stirnräder 108, 109, 110 die Längswelle 111 treibt. Diese Bewegung wird durch die äußeren Stirnräder 112, 113, 114 auf die Gegenwelle 115 und von dieser durch ein Kegelrädergetriebe 116, 117 auf die senkrechte Welle 118 übertragen. Das obere Ende der letzteren ist mit Schraubengewinde ausgestattet und greift in das Muttergewinde eines Blockes 119, der am Träger des Werkstückhalters befestigt ist. Durch Drehen der Welle 118 läßt sich also das Werkstück 3 in senkrechter Richtung verstellen. Sobald jedoch die Schneidwerkzeuge 2 zur Einwirkung kommen, erfolgt nur ein Senken des Werkstücks (s. Abb. 6 und 6a).

Bei Verwendung von Kammstählen zur Erzeugung von Stirnrädern wie einfachen oder Doppelschraubenrädern aus vollen Scheiben, die sich auf jenen abwälzen, muß der Längsvorschub derselben der Größe der Schaltung des Werkstücks nach jedem Schnitt entsprechen und ihre Zusatzbewegung so· bemessen sein, daß im wesentlichen nur die führende und die Tiefenschneidkante eines jeden Schneidzahnes schneidend wirken.

Bei der Herstellung von Zahnstangen wird das gleiche Verfahren der Vorschubbewegung der Zahnstange zum Werkzeug oder umgekehrt angewendet, entsprechend der An-Ordnung gemäß Abb. 13, wo der Kammstahl 2O^d die Zahnstange 2O^e erzeugt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schneiden von Zahnrädern aus dem vollen Werkstück nach dem Wälzverfahren, bei dem nach jeder vollen Umdrehung des Werkstücks eine erneute Einstellung der Schnittiefe des Werkzeugs erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Werkstück bei seiner Einstellung auf Schnittiefe eine zusätzliche Drehbewegung entgegen der Schaltbewegung oder das Werkzeug eine zusätzliche Bewegung zu seiner tangentialen Abwäkbewegung erhält.

2, Vorrichtung zur Durchführung des

Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindel (20) für den zur Regelung der Schnittiefe erforderlichen Vorschub des Werkstücks und ein Schnecken- oder Schraubengetriebe, das dem Werkzeugschlitten eine von der tangential zum Werkstückrand erfolgenden Abwälzbewegung unabhängige zusätzliche Tangentialverschiebung erteilt, gemeinsamen Antrieb erhalten, so daß die Zustellung auf Spantiefe und die Erzeugung der zusätzlichen Tangentialverschiebung des Werkzeugs gleichzeitig erfolgen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schraubenspindel (9), welche durch Verschiebung des Werkzeugschlittens (8^a) die geradlinige Abwälzbewegung des Werkzeugs bewirkt, eine den Werkzeugschiitten (8^α) tragende Stellmutter (14) mit einem äußeren Schneckenkranz (16) sitzt, deren zugehörige Schneckenantriebspindel mit der Schraubenspindel für den Tiefenvorschub des Werkstücks durch ein Wechselrädergetriebe in Verbindung steht.

4. Abgeänderte Ausfuhrungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückschlitten (24) an einer lotrechten Führung (24°) verschiebbar sitzt und mittels einer Stellspindel (118) eine zusätzliche Höheneinstellung erhält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen'