Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Schraubenkegelräder-Hobelmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Abwälzverfahren arbeitende Hobelma schine zum Herstellen von Kegelrädern mit Schraubenzähnen, bei der die Schraubenform der Zähne aus der gradlinigen Bewegung des oder der Werkzeuge gegenüber dem sich stetig drehenden Werkstück entsteht, welche Maschine also ohne Teilvorricbtung arbeiten kann.
Bei. den bis jetzt bekannten Maschinen wurde die durch die Abwälz- bewegung des Planrades hervorgerufene zu sätzliche Hubbewegung der Werkzeuge ausser Acht gelassen, so dass unrichtig geformte Zähne entstanden. Zweck der Erfindung ist es, diesen Fehler zu beheben.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Es ist Fig, 1 ein Lärigaschnitt durch die Maschine, Fig. 2 der Grundriss zum Teil im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 die Ansicht der Werkzeugseite in der Richtung C der Fig. 1 gesehen, Fig. 4 die Mantelfläche eines Kegelrades in eine Ebene ausgebreitet mit den Kurven, die- das Werk zeug am Teilkegel erzeugt,
Fig. 5 die sehe- inatische Darstellung eines beispielsweisen Antriebes der Schneidwerkzeuge auf einem beweglichen Planrade.
Am Planradgehäuse 1 ist die Welle 2 mit der Antriebsriemenscheibe 3 gelagert. Auf der Welle 2 sitzt eine Schnecke 4, die in das Schneckenrad 5 eingreift, das fest mit der Kurbelwelle 6 verbunden ist, deren Kurbelzapfen 7 mittelst der Pleuelstange 8 den Kreuzkopf 9 bewegt, der die beiden Stössel 10 und 10' mitnimmt. Auf den Stösseln sind die Schlittenträger 11 bezw. 11', die Schlitten 12, 12', die Messerhalter 13, 13' und die Messer 14, 14' befestigt (Fig. 3).
Auf der Welle 2 sitzt noch das Kegel rad 15 (Fig. 2), das in das auf der Welle 17 aufgekeilte Kegelrad 16 eingreift. Die Welle 17 trägt auch das Stirnrad 18. Dieses Rad steht unter Zwischenschaltung der Wechsel räder 19, 19' mit dem Stirnrad 20 in Ver bindung, das auf der losen Büchse 21 (Fig. 1) aufgekeilt ist, die im Teil 22 gelagert, als Lager für die Welle 23 dient. Auf der Büchse 21 sitzt das Rad 24, das über ein Stirnräder- differential die Welle 23 dreht.
Diese Drehung wird durch das Kegelräderpaar 25 auf das Stirnrad 26 übertragen; das über die Räder 27, 28 und das Kegelräderpaar 29 die ge- rrutete Welle 30 treibt. Auf dieser sitzt mittelst Federkeil verschiebbar das Kegel rad 31, das in das Kegelrad 32 eingreift, welches mit der Schnecke 33 durch die im Werkstücklagerbock 35 gelagerte Welle 34 fest verbunden ist. Durch das Schneekenrad 36 wird die Welle 37, auf der das Werk stück aufgespannt wird, in ständige Drehung versetzt, wodurch die Messer bei ihrer Ar beitsbewegung schraubenförmige Schnitte auf dem Werkstück hervorbringen.
Von der Welle 2 aus wird durch die Stirnräder 39, 40, 41 und 42 auf der Welle 43 auch die Schnecke 38 angetrieben. Die Schnecke 38 greift in das Schneckenrad 44 (Fig. 1) ein, das mit der Planradscheibe 45 fest verbunden ist; hierdurch wird die Ab- wälzbewegung der Scheibe 45 erzeugt. Auf dieser sind die Stösselführungen 46 und 46' im Kreise verschiebbar festgeschraubt. In diesen bewegen sich die Stössel 10 und 10'. Sie machen somit die Abwälzbewegung der Planradscheibe mit.
Auf der Welle 43 sitzt noch das Stirn rad 47, das über die Wechselräder 48 mit der Welle 49 in Verbindung steht, auf der das Schraubenrad 50 aufgekeilt ist, das in das mit einer Schraubenradverzahnung ver sehene Planetenradgehäuse 51 eingreift, wo durch dem Werkstück auf der Welle 37, ausser der Drehung vom Hauptantrieb aus, eine von der Planradbewegung abhängige Zusatzdrehung, das heisst eine Abwälzbewe- gung erteilt wird.
Würde der Werkzeugantrieb, das heisst die Schnecke 4 die Abwälzbewegung des Planrades 45 mitmachen, so würden die Messer 14 bezw. 14' jeweilen nach einer be liebigen Zahl von Umdrehungen der Schnecke 4 um ihre Achse immer wieder dieselbe Relativ stellung zum Planrad 45 einnehmen; da nun die Schnecke 4 im Raum feststeht, die Ab wälzbewegung also nicht mitmacht, so er halten die Messer 14 und 14' bei der Be- wegung des Planrades eine zusätzliche Hub bewegung.
In Fig. 4, die dies erläutern soll, ist der deutlichen Darstellung wegen die Kegelspitze S aus dein Punkt 0, der der Kurbelachse 6 entspricht, nach links verschoben. 0S ist die Bahn des Punktes h (der dem Zapfen des Kreuzkopfes 9 der Maschine entspricht) auf dem Planrad; 0 ist, wie bereits gesagt, die Achse der Kurbelwelle 6, Z der Mittelpunkt des Kurbelzapfens 7. Die Überweisungen K und Z sind rnit verschiedenen Indices ver sehen zur Bezeichnung verschiedener Lagen der mit K und Z bezeichneten Teile.
K Z entspricht also der Pleuelstange B. S ist die gemeinsame Kegelspitze von Werkstück und Planrad. Unterhalb<B>08</B> ist die abgewickelte Mantelfläche des Werkstückes gedacht. Die Drehung des Werkstückes zur Erzeugung der Schraubenzähne kann nur durch eine Dre hung der abgewickelten-Mantelfläche und S ersetzt werden. Dann beschreibt der Punkt K bei seiner hin- und hergehenden Bewegung längs 0S auf dem Werkstück eine Kurve a.
Der Totlage <I>0,</I> Zo, KO entspricht der Punkt Po der Kurve cc, einer Kurbelstellung<I>0,</I> Zi, Ki der Punkt Pi, in dem die Zahnkurve auf dem Rad wirklich beginnen soll.
Hat sich nun das Planrad und das Werkstück um ein bestimmtes Mass abgewälzt, so dass die Teile eine Zwischenstellung einnehmen zwi schen der Anfangslage, in der das Hobeln der Zähne, mithin auch die Abwälzung be ginnt, und der Endlage, in der die Zähne fertig gehobelt sind, mithin auch die Ab wälzung beendet ist, so müsste nunmehr von Punkt 1i die gleiche Kurve beschrieben wer den, wie vorher, damit theoretisch richtige Zähne auf dein Werkstück entstehen. Dies würde voraussetzen, dass für die durch Grade Pl <B><I>S</I></B> bestimmte Stellung der Mantelfläche des Werkstückes auch die Kurbelstellung 0 Zi wieder vorhanden ist.
Es wäre dies der Fall, wenn, wie oben angedeutet, der Kurbelantrieb mit dem Planrade dessen Wälzbewegung mit machen würde. Da dies in Wirklichkeit nicht zutrifft, sondern die Schnecke 4 im Raume an der gleichen Stelle bleibt, so hat sich bei der Abwälzbewegung des Planrades dieses gegen den Werkzeugantrieb 4 bis 7 (Z) relativ verdreht. Die Kreuzkopfführung macht die Planradbewegung mit, die Kurbel 0, Z nicht, das heisst die gegenseitige Stellung von Kurbel (0, Z) und Pleuelstange (Z, K) wird eine andere sein als vorher.
Es wird also der Lage S Pi (in Fig. 4) nicht mehr die Kurbelstellung 0, Zi, Ki, sondern die Stel lung<I>0,</I> Z2, K2 entsprechen, da doch auf dein Planrad relativ zu diesem die Totlage der Kurbel eine andere ist. Es wird also jetzt anstatt einer zweiten Kurve a die Kurve ,Q beschrieben; die wirksame Zahnkurve würde bei P2 beginnen und es würden unrichtige Zähne entstehen.
Diese vorstehend erläuterte zusätzliche Hubbewegung der Werkzeuge kann hier da durch ausgeglichen werden, dass man einem der drei Antriebe für die Abwälzbewegung des Werkzeuges, das heisst erzeugenden Plan rades, Abwälz- und Drehbewegung des Werk stückes oder Schnittbewegung des Werkzeuges, eine zusätzliche Drehbewegung oder Aus gleichsbewegung erteilt. Diese kombinierte Zusatzbewegung (Abwälzbewegung und zu sätzliche Ausgleichbewegung) wird bei der gezeichneten Maschine dem gleichförmig sich drehenden Werkstück mittelst des Diffe rentials, das mit dem Schneckenrad 51 ver einigt ist, erteilt.
Da jede Drehbewegung des Kurbeltriebes 7 für die Werkzeuge 14 und 14' einer Dreh bewegung des Werkstückes auf 37 entspricht, kann man, statt dem Werkstück auf 37 die der Bewegung des Planrades 45 entsprechende Abwälzbewegung zu erteilen, diese den Werk zeugen 14 bezw. 14' geben. Es ist somit grundsätzlich gleichgültig, welche von den beiden Bewegungen, ob die Drehbewegung des Werkstückes oder die Schnittbewegung der Werkzeuge, um die Abwälzbewegung vermehrt wird.
Verlegt man die Abwälz- bewegung in die Werkzeuge, so kann man sie mit der oben angeführten zusätzlichen Ausgleichdrehung vereinigen und die Schnitt bewegung durch ein Differential beeinflussen. Bei der dargestellten Ausführungsform wurde die zusätzliche Hubbewegung, die während der Abwälzbewegung entsteht, durch eine zusätzliche Drehung des Werkstückes ans geglichen und mit der Abwälzbewegung des Werkstückes vereinigt, was einfach in der Berechnung der Wechselräder 47, 48 zum Ausdruck kommt.
Die zusätzliche Drehung des Werkstückes einschliesslich dessen Abwälzbewegung wird durch das Stirnräderdifferential 51 hervor gerufen.
Man kann auch den Werkzeugantrieb derart ausbilden, dass die zusätzliche Hub bewegung nicht entsteht, das heisst die zu sätzliche Ausgleichbewegung wird in den Werkzeugantrieb selbst verlegt.
Fig. 5 zeigt eine beispielsweise Aus führungsform.
0 sei die Achse des Planrades, A der Mittelpunkt eines treibenden, ortsfest ge lagerten Zahnrades, D der Mittelpunkt eines auf dem Planrade gelagerten Zahnrades, von dem aus der Antrieb der Werkzeugkurbel erfolgt. Auf den Teilen<I>AB, 0 D</I> und DB, die zwei Kurbeln und eine beiderseits ge lenkig gelagerte Kuppelstange darstellen, sind die Zahnräder a,<I>b, c, d</I> angebracht, deren Achse mit der Achse 0 parallel sind. Die Längen der Kurbeln und der Kuppelstange sind so gewählt, dass die Drehpunkte A., <I>B, D</I> mit der Achse 0 des Planrades ein Paralle logramm bilden.
Dreht sich nun das Planrad um den Punkt 0 und wird zum Beispiel D nach D, gedreht, so bewegt sich der Knoten punkt<I>B</I> nach Bi derart, dass 14 ., Bi, Di und 0 stets ein Parallelogramm bleibt. Die Zähnezahlen der Räder a, <I>b, c, d</I> können nun so gewählt werden, dass bei stillstehendem Rad rx (gegenüber dem festen Raum) sich das Planrad bewegen kann (zum Beispiel von <I>D</I> nach Di), ohne - dass sich das Rad<I>d</I> in bezug zum Planrad dreht.
Um das Verhältnis der Zähnezahlen bei dieser beispielsweisen Ausführungsform zu einander zu bestimmen, bei der diese Be dingung erfüllt ist, denke man sich zuerst die Räder<I>b, c, d</I> auf BD fest und das Planrad um den Winkel, y gedreht; dann drehe man das Rad<I>d</I> um den Winkel<I>y</I> zurück, so dass es in bezug auf das Planrad in die ur sprüngliche Lage kommt. Um das Zahnrad a in bezug auf den festen Raum in seine ursprüngliche Lage zu bringen, drehe man zuerst das Rad b um den Winkel y zurück, damit die beiden Räder a und<I>b</I> mit den ursprünglichen Zähnen in Eingriff kommen.
und drehe dann das Rad a um den Winkel y in seine frühere Stellung (gegenüber dem festen Raum). Da die Drehungen, die das Rad<I>b</I> von den Drehungen der Räder<I>d</I> und a erhält, einander gleich sein müssen, so kann man, falls a,<I>b, d</I> die Teilkreisdurchmesser der betreffenden Räder vorstellen, folgende Bedingungen aufstellen
EMI0004.0010
eine Forderung die leicht erfüllt werden kann. Auch in diesem Falle kann man, statt dem Werkstück eine der Drehung des Plan rades entsprechende Abwälzbewegung zu geben,
diese in die gradlinige Bewegring des oder der Werkzeuge verlegen.