DE19963477A1 - Vorrichtung zum Glätten einer Innenverzahnung eines Hohlrades - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Glätten einer Innenverzahnung eines Hohlrades (4) hat folgenden Aufbau: DOLLAR A Eine um die geometrische Hohlradachse drehbare Halterung (3) für das Hohlrad (4), DOLLAR A ein drehbares, in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrades (4) im wesentlichen parallel zu der Hohlradachse hin und her zu dem Hohlrad (4) relativbewegliches Glättzahnrad (55), DOLLAR A einen Drehantrieb (53) für das Glättzahnrad (55) und/oder die Halterung, DOLLAR A einen Schwingantrieb (51, 52, 61-73) für das Glättzahnrad (55) und/oder die Halterung sowie DOLLAR A eine Spannvorrichtung (18) in der Halterung (3) zur Verbiegung eines verzogenen Hohlrades (4) derart, daß sie das Hohlrad (4) für die Dauer der Glättbearbeitung im wesentlichen in seine reguläre Form bringt. DOLLAR A Die Spannvorrichtung (18) weist das Hohlrad (4) im wesentlichen vollständig umschließende Segmente (17, 21) auf, die dem regulären Umfang des Hohlrads (4) angepaßt sind und als gegen den Innenumfang einer Ringwand der Halterung (3) derart abgestützte Klemmelemente (21) angeordnet sind, daß sie durch Verschwenkung in einer Radialebene die Klemmung erzeugen.

Description

Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Glätten einer Innenverzahnung eines Hohlrades zum Gegenstand.

Bekannt sind Vorrichtungen zum Glätten der Außenverzahnung von Zahnrädern. Sie weisen drei Glättzahnräder auf, die mit dem angetriebenen und sich drehenden Zahnrad kämmen und dabei, auf drei verschiedene Abschnitte der Zahnflanken wirkend, achsparallel hin- und herschwingen.

Eine entsprechende Vorrichtung für die Innenverzahnung von Hohlrädern zu konstruieren, ist bislang nicht gelungen.

Die Hohlräder sind teils mehr und teils weniger verzogen. Bei ihrer Montage verliert sich das in der Regel, weil sie feststehend eingebaut werden und dabei einen Sitz von kreisförmigem Querschnitt erhalten, in den sie eingepreßt werden können, so daß sie die Kreisform anneh­ men. Beim Glätten ihrer Verzahnung ist es aber bisher nicht möglich, der Unregelmäßigkeit der Form durch federnde oder gesteuerte Radialbewegung der Glättzahnräder mit dem Ergebnis einer ausreichenden Glättung zu folgen, zumal sich durch das Verziehen die Flanken aufeinanderfolgender Zähne hier einander nähern und dort voneinander entfernen.

Man glättet, so gut es geht, und nimmt einen hohen Anteil Ausschuß in Kauf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Glätten einer Innenverzah­ nung eines Hohlrades mit einem einwandfreien Funktionsprinzip zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck durch eine Vorrichtung mit folgenden Merkmalen erfüllt:
Eine um die geometrische Hohlradachse drehbare Halterung für das Hohlrad, ein drehbares, in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrades im wesentlichen parallel zu der Hohlradachse hin und her zu dem Hohlrad relativbewegliches Glättzahnrad, einen Drehantrieb für das Glättzahnrad und/oder die Halterung, einen Schwingantrieb für das Glättzahnrad und/oder die Halterung sowie eine Spannvorrichtung in der Halterung zur Verbiegung eines verzogenen Hohlrades derart, daß sie das Hohlrad für die Dauer der Glättbearbeitung im wesentlichen in seine reguläre Form bringt.

In dieser Vorrichtung wird durch die zusammen mit ihrer Halterung als eine drehbare Einheit ausgestaltete Spannvorrichtung das Hohlrad kurzzeitig nur für seine Bearbeitung in die Kreisform gezwungen und anschließend in seine verzogene Form zurückkehren gelassen. Alle bisherigen Probleme der Glättung sind damit in einem Zuge gelöst. Sowohl die aus den Radiusveränderungen des verzogenen Hohlrades als auch die aus den Veränderungen der Zahnflankenabstände sich ergebenden Schwierigkeiten sind beseitigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels angegeben.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Glätten einer Innenverzahnung eines Hohlrades,

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung,

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 2 in größerem Maßstab,

Fig. 4 zeigt Einzelheiten in isometrischer Darstellung und

Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 3 in größerem Maßstab.

In einem Maschinenrahmen 1 ist ein Drehtisch 2 gelagert. Der Drehtisch 2 weist in symmetrischer Anordnung vier Halterungen 3 für ein Hohlrad 4 auf.

An bzw. auf dem Maschinenrahmen 1 sind in gleichfalls symmetrischer Anordnung eine Zuführ- und Abführeinrichfung 5 und drei Bearbeitungseinrichtungen 6 angeordnet.

Unter der Zuführ- und Abführeinrichtung 5 führt ein Förderband 7 an dem Drehtisch 2 vorbei.

Die Ausbildung und Anordnung der Halterungen 3 ist in Fig. 3 im einzelnen zu erkennen:
Die Halterung 3 weist unter einem flach-topfförmigen Aufnahmeteil 8 für das Hohlrad 4 ein im Durchmesser zurückgenommenes Lagerungsteil 9 und unter diesem ein an dem Lage­ rungsteil 9 angeschraubtes Innenteil 10 einer Drehdurchführung 11 für Druckmedium auf. Im Bereich des Lagerungsteils 9 ist die Halterung 3 über ein Rollenlager 12 in einer in dem Drehtisch 2 ausgebildeten Lagerschale 13 gelagert. Ein in den Drehtisch 2 eingesetzter Ein­ fassungsring 14 umgibt den Aufnahmeteil 8 mit geringem Spiel. Das zu der Drehdurchführung 11 gehörige Außenteil 15 ist in einer die Unterseite des Drehtischs 2 bildenden, ange­ schraubte Platte l b ausgebildet.

In dem Aufnahmeteil 8 ist eine in z. B. acht Segmente 17 unterteilte, im Ganzen ebenfalls flach-topfförmige, Spannvorrichtung 17 für das Hohlrad 4 geschaffen.

Entsprechend der flach-topfförmigen Gesamtgestalt weisen die Segmente 17 jeweils einen im Topfboden liegenden, sektorförmigen, flachen Winkelschenkel 19 und einen in der Topf­ wand liegenden, einseitig gewölbten Winkelschenkel 20 auf. Die Segmente 17 sind an den inneren Enden ihrer sektorförmigen Winkelschenkel 19 einer mit dem anderen verbunden, jedoch von innen her noch einmal bis in den Winkelschenkel 20 eingeschnitten. Am oberen Rand des Winkelschenkels 20 ist ein in Radialrichtung nach innen wie nach außen überste­ hender Kragen 21 ausgebildet. Der innere Rand des Kragens 21 ist der regulären Form des Hohlrads 4 angepaßt; quer zu seinem kreisbogenförmigen Verlauf ist er geringfügig ballig. Der, knapp doppelt so hohe, nach außen überstehende Teil des Kragens liegt auf einem Innenbund 22 des Aufnahmeteils 8.

Die untere Außenkante des Kragens 21 stützt sich hier radial nach außen gegen den Innen­ umfang des Aufnahmeteils 8 ab, wenn ein Kopf 23 eines Spannbolzens 24 die Enden der sektorförmigen Winkelschenkel 19 niederdrückt und so den Kragen 21 leicht um die radiale Abstützung verschwenkt und ihn damit an seinem, etwas höher als die radiale Abstützung liegenden, inneren Rand an das Hohlrad 4 preßt.

Mehrere nachgiebige Stützen 25, auf denen das Hohlrad 4 einen genauen Sitz in dem Auf­ nahmeteil 8 erhält, erlauben bei diesem Vorgang dem Hohlrad eine Axialverschiebung zusammen mit dem Innenrand der Kragen 21.

Die Spannvorrichtung 17 ist an sich bekannt und im Handel erhältlich. Ihr Einsatz erfolgt bis­ her nur zu Haltezwecken und nicht zum Richten.

Der Spannbolzen 24 ist angeordnet als die Kolbenstange eines hydraulischen Kolbens 26, für den ein Zylinder 27 als Hohlraum in dem Lagerungsteil 9 der Halterungen 3 herausgearbeitet ist.

Der über dem Kolben 26 liegende Zylinderraum 27 ist durch nicht gezeichnete Bohrungen in dem Lagerungsteil 9 und dem Innenteil 10 der Drehdurchführung 11 mit einer auf dem Umfang des Innenteils 10 verlaufenden Ringnut 28 verbunden. Der unter dem Kolben 26 liegende Zylinderraum 47 ist in entsprechender Weise mit einer Ringnut 29 verbunden.

In die Ringnut 28 mündet ein durch Bohrungen in dem Außenteil 15 der Drehdurchführung 11 gebildeter Druckmittelanschluß 30. In die Ringnut 29 mündet entsprechend ein Druckmit­ telanschluß 31. Die Druckmittelanschlüsse 30 und 31 sind durch, nur schematisch angedeu­ tete, Leitungen 32 und 33 mit einer zentralen Drehdurchführung 34 verbunden.

Die zentrale Drehdurchführung 34 ist in einer feststehenden Drehachse 35 und einer Nabe 36 des Drehtisches 20 ausgebildet.

Wie Fig. 5 erkennen läßt, sind als achsparallele Bohrungen in der Achse 35 eine Druckleitung 37 und eine Rückleitung 38 herangeführt. In der Ebene des Schnittes ist die Druckleitung 37 durch eine Stichbohrung 39 mit einer auf dem, hier verdickten, Umfang der Drehachse 35 über einen Umfangswinkel von etwa 290° sich erstreckenden Nut 40 verbunden. Die Rücklei­ tung 38 ist durch eine Stichbohrung 41 mit einer Nut 42 verbunden, die auf dem verbleiben­ den Bogen in mittiger Anordnung einen Umfangswinkel von etwa 40° einnimmt.

In deckungsgleicher Anordnung darüber sind zwei Nuten 43 und 44 angeordnet. Hier ist jedoch die längere Nut 43 mit der Rückleitung 38 und die kürzere Nut 44 mit der Druckleitung 37 verbunden.

Die Leitungen 32 und 33 der vier Halterungen 3 sind an der Nabe 36 jeweils übereinander in drehsymmetrischer Anordnung angesetzt im Anschluß an Bohrungen 45 bzw. 46, die einen Anschluß an die Nuten 40, 42, 43 bzw. 44 herstellen. Die jeweils an der Zuführ- und Abführein­ richtung 5 stehende Halterung 3 ist auf diese Weise mit den Nuten 42 und 44 verbunden; die übrigen drei Halterungen 3 sind mit den Nuten 40 und 43 verbunden.

Bei den drei an den Bearbeitungseinrichtungen 6 befindlichen Halterungen 3 ist daher über die Leitungen 32 und die Ringnuten 28 der über dem Kolben 26 liegende Zylinderraum 27 mit Druck beaufschlagt und damit die Spannvorrichtung 18 angezogen und das Hohlrad 4 in seine reguläre, gleichmäßige Form gedrückt. Die andere Kolbenseite ist entspannt. An der Zuführ- und Abführeinrichtung S ist die Beaufschlagung umgekehrt. Das Hohlrad 4 sitzt locker in der Spannvorrichtung 17 und kann gewechselt werden.

Die Bearbeitungseinrichtungen 6 weisen jeweils einen mittels einer Schlittenführung 48 auf dem Maschinenrahmen 1 radial zu dem Drehtisch 2 verschiebbaren Rahmen 49 auf, der eine Bearbeitungseinheit 50 trägt.

In der Bearbeitungseinheit 50 ist ein hydraulischer Zylinder 51 mit einer hohlen Säule 52 als Kolben eingerichtet. In der Säule 52 ist eine Welle 54 gelagert, die von einem auf der Säule 52 angeordneten Motor 53 angetrieben ist und an ihrem unteren Ende ein in die Innenver­ zahnung des Hohlrades 4 eingreifendes Glättzahnrad 55 trägt.

Der hydraulische Zylinder 51 ist für die Säule 52 erstens ein Verschiebeantrieb und zweitens ein Schwingantrieb. Der Verschiebeantrieb ist in Fig. 4, der Schwingantrieb ist in Fig. 2 und 4 dargestellt.

Fig. 4 läßt den Zylinder 51 und die Säule 52 mit einem Aufsatzteil 56 für den Motor 53 erken­ nen. Auf die beiden Kolbenseiten über und unter auf der Säule 52 angeordneten Ringen 57 führen zwei Ein- und Auslässe 58 für das Druckmedium. Die zugehörigen Leitungen sind bei 59 gestrichelt dargestellt. Sie sind verbunden mit Anschlußleitungen 60 für die Zu- und Abführung des Druckmediums zum Verschieben der Säule 52 sowie mit Anschlußleitungen 61 des Schwingantriebs.

Die Anschlußleitungen 61 gehen aus von einem zu dem hydraulischen Zylinder 51 analogen Zylinder 62, dessen Kolben 63 jedoch mechanisch hin- und hergehend angetrieben ist. Der Schwingantrieb im übrigen ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt:
Ein zusammen mit einem Anschlußkasten 64 gezeichneter Motor 65 ist durch eine Kupplung 66 mit einer in einem Gehäuse 67 gelagerten Exzenterwelle 68 verbunden, die bei 69 in einen exzentrischen Stutzen 70 übergeht. Eine an ihrem einen Ende den exzentrischen Stut­ zen 70 umfassende Pleuelstange 71 ist an ihrem anderen Ende durch ein Gelenk 72 mit einer Kolbenstange 73 des in dem Zylinder 62 angeordneten Kolbens 63 verbunden. Aus den bei­ den Zylinderräumen führen die Anschlußleitungen 61 heraus und über die weiteren Leitun­ gen 59 und die Ein- und Auslässe 58 in die Zylinderräume des Zylinders 51, derart, daß sie der Bewegung des Kolbens 63 entsprechende Verschiebungen der Säule 52 bewirken. Der Hub beträgt beispielsweise 6 mm.

Die Hohlräder 4 werden von dem Förderband 7, bereits richtig lageorientiert, in einer Reihe herangefördert.

Die Zuführ- und Abführeinrichtung 5 ist mit zwei zusammen um eine waagerechte Achse drehbaren Greifeinrichtungen versehen. Sie greift jeweils mit der einen Greifeinrichtung das nächste Hohlrad, dreht die beiden Greifeinrichtungen um 180°, fährt über den Drehtisch, nimmt dort mit der anderen Greifeinrichtung das fertige Hohlrad auf, dreht erneut die Greif­ einrichtungen um 180° und setzt das nächste Hohlrad in die Halterung 3.

Wie bereits ausgeführt, ist dabei die Spannvorrichtung 18 gelockert.

Der Drehtisch bringt das Hohlrad 4 nacheinander an die drei mit den Bearbeitungseinheiten 51 besetzten Stationen. Wie ebenfalls bereits ausgeführt, ist die Spannvorrichtung dann in Spannfunktion.

Die Glättzahnräder 55 glätten die Verzahnung des Hohlrades 4, indem sie in Eingriff mit die­ ser auf- und abschwingen. Durch die Rotation des Glättzahnrades, in die das Hohlrad 4 ein­ schließlich seiner Halterung 3 mitgenommen wird, wird die gesamte Innenverzahnung erfaßt. Die drei Glättzahnräder 55 der verschiedenen Bearbeitungseinheiten 50 sind auf verschie­ dene Abschnitte der Zahnflanken gerichtet.

Das Glättzahnrad 55 wird jeweils außerhalb der Verzahnung des Hohlrades 4 in das Hohlrad 4 hinein abgesenkt und dann durch Verschieben der Bearbeitungseinheit 50 in der Schlit­ tenführung 48 durch einen nur in Fig. 1 gezeichneten Antrieb 80 in Eingriff mit der Innenver­ zahnung gebracht. Zwischen der Schlittenführung 48 und dem Antrieb 80 angeordnete Tel­ lerfederpakete stellen eine in engen Grenzen gleichbleibende Anpreßkraft des Glättzahn­ rades 55 an dem Hohlrad 4 sicher. Sie gleichen einen etwaigen Rest von Abweichung des Hohlrades 4 von der Kreisform aus.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Glätten einer Innenverzahnung eines Hohlrades (4), gekennzeichnet durch
eine um die geometrische Hohlradachse drehbare Halterung (3) für das Hohlrad (4), ein drehbares, in Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrades (4) im wesentlichen parallel zu der Hohlradachse hin und her zu dem Hohlrad (4) relativbewegliches Glätt­ zahnrad (55),
einen Drehantrieb (53) für das Glättzahnrad (55) und/oder die Halterung,
einen Schwingantrieb (51,52,61-73) für das Glättzahnrad (55) und/oder die Halterung sowie
eine Spannvorrichtung (18) in der Halterung (3) zur Verbiegung eines verzogenen Hohl­ rades (4) derart, daß sie das Hohlrad (4) für die Dauer der Glättbearbeitung im wesent­ lichen in seine reguläre Form bringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (18) das Hohlrad (4), vorzugsweise im wesentlichen vollstän­ dig, umschließende Segmente (17, 21) aufweist, die dem regulären Umfang des Hohlrads (4) angepaßt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (17, 21) als gegen den Innenumfang einer Ringwand der Halterung (3), vorzugsweise in Form der Wand eines flachen Topfes (8), derart abgestützte Klemmelemente (21) angeordnet sind, daß sie durch Verschwenkung in einer Radial­ ebene die Klemmung erzeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (21) für ihre Verschwenkung gewinkelte Hebelarme (19, 20) aufweisen, deren einer Winkelschenkel (20) im wesentlichen parallel zu der Wand und deren anderer Winkelschenkel (19) im wesentlichen parallel zu dem Boden des genann­ ten Topfes (8) radial verläuft, und daß die Enden der Hebelarme gemeinsam durch einen Kopf (23) eines auf der Achse des Topfes (8) angeordneten, vorzugsweise hydrau­ lisch betätigten, Spannbolzens (24) beaufschlagt sind.