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Zahnflankenschabemaschine mit Antriebsmotor am Werkzeugträger Zusatz
zur Patentanmeldung V 158031 b / 49 d (Auslegeschrift 1121907) Die Erfindung betrifft
eine Zahnflankenschabemaschine zum Fertigbearbeiten vorgeschnittener Stirn- und
Schraubenräder durch ein rad- oder zahnstangenförmiges Schabewerkzeug, bei der die
Werkstückachse über der Werkzeugachse angeordnet ist, wobei das Werkzeug seine Aufnahme
in einem schwenkbaren Werkzeugträger auf einer höhenverstellbaren Konsole findet,
die zwischen zwei Ständern geführt ist, die fest auf einer Grundplatte angeordnet
sind und in denen sich axial bewegliche Pinolen zur Aufnahme eines Werkstückdomes
befinden, nach Patentanmeldung V 15803 I b / 49d.
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Das Werkstück wird bei dieser Maschine vom Schaberad angetrieben,
das außer dieser Antriebsbewegung auch noch den Tiefenvorschub und den Längsvorschub
zur Verschiebung des Schaberades über die Werkstückbreite ausführt. Dabei wird das
Schaberad mit seiner im Schaberadkopf gelagerten Spindel von einem im Ständer untergebrachten
Motor über einen Getriebezug, der einige verschiebbare Kegelräder enthält, durch
die Konsole angetrieben.
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Dieser Getriebezug erhöht die Herstellungskosten der Maschine, und
es muß für den Antrieb des Schaberades, der an sich nur ein kleines Drehmoment erfordert,
ein Motor mit verhältnismäßig hoher Antriebsleistung vorgesehen werden.
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Wird bei jedem Hub des Schabewerkzeuges seine Drehrichtung umgekehrt,
um beide Werkstückflanken zu bearbeiten, so wechselt auch der gesamte Getriebezug
seine Drehrichtung; wobei die rotierenden Massen des Getriebezuges verzögert oder
beschleunigt werden müssen. Dabei treten Drehstöße auf, die zu einer vorzeitigen
Abnutzung verschiedener Getriebeteile führen. Will man diese im Getriebezug auftretenden
Drehstöße vermindern, so muß der Antriebsmotor abgebremst werden, was eine Verteuerung
der Maschine mit sich bringt.
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Bei einer bekannten Maschine, bei welcher das Schaberad über dem Werkstück
angeordnet ist und die Antriebsbewegung sowie die Längsdiagonal- oder Quervorschubbewegung
ebenfalls vom Schaberad ausgeführt wird, hat man zur Vermeidung des langen Getriebezuges
am Schaberadkopf den Antriebsmotor derart angeordnet, daß er das Schaberad direkt
antreibt.
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Wenn damit eine kurze Getriebeverbindung vom Antriebsmotor zum Schaberad
geschaffen worden ist und nur kleine Massen zu beschleunigen oder zu verzögern sind,
führt die häufige Umkehr der Drehrichtung des Antriebsmotors noch zu Erwärmungen.
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Der bei der Bewegungsumkehr entstehende Drehstoß überträgt sich unmittelbar
auf das Schaberad und damit auf das Werkstück, wodurch Schwingungen angeregt werden,
die das Arbeitsergebnis negativ beeinflussen.
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Die allgemein übliche und zu einer wirtschaftlichen Bearbeitung notwendige
Stufung der Antriebsdrehzahlen des Schaberades im Bereich der erforderlichen Schnittgeschwindigkeiten
läßt sich mit diesem direkten Antrieb nicht ohne weiteres vornehmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Zahnflankenschabemaschinen,
bei denen das Schaberad von einem Motor angetrieben wird, der in bekannter Weise
direkt am Schaberadkopf angeordnet ist, ein Antriebsgetriebe zu schaffen, mit dem
mehrere Drehzahlen am Schaberad erreichbar sind, das die vom Antriebsmotor bei dessen
Bewegungsumkehr ausgehenden Drehstöße dämpft, also ein weiches Reversieren des Schaberades
bewirkt und dessen konstruktiver Aufbau es gestattet, die Wärme, welche der Antriebsmotor
infolge häufigen Drehrichtungswechsels erzeugt, abzuführen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in bekannter Weise
am schwenkbaren Werkzeugträger ein Antriebsmotor angeordnet ist und sich zwischen
dem Antriebsmotor und dem Schaberad ein Schaltgetriebe mit Schneckenantrieb befindet,
bei dem die Antriebsschnecke auf der Schneckenwelle bei formschlüssiger radialer
Mitnahme zwischen Federn in axialer Richtung beweglich ist, so daß in kurzen Zeitabständen
auftretende Beschleunigungen oder Verzögerungen im Getriebezug zwischen Antriebsmotor
und
Schaberad in unschädlicher Weise nur ein axiales Verschieben der Antriebsschnecke
zur Folge haben.
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Des weiteren ist der vorzugsweise polumschaltbar ausgebildete Antriebsmotor
als Einbaumotor direkt im Schaberadkopf aufgenommen und von einem Gehäuse umgeben,
das mit Bohrungen oder Kanälen versehen ist, durch die das für den Schabeprozeß
verwendete Kühlmittel geleitet wird, so daß dieses einen Teil der vom Antriebsmotor
erzeugten Wärme aufnimmt und von diesem hinwegführt.
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Die Ausführung des Schaltgetriebes zur Stufung der Drehzahlen des
Schaberades läßt verschiedene Möglichkeiten zu. Da im allgemeinen vier Drehzahlen
zur Anpassung der Schnittgeschwindigkeit des Schaberades an verschiedene Werkstoffe
und Werkstückdurchmesser ausreichen, genügt es, bei Verwendung eines auf zwei Drehzahlen
polumschaltbaren Antriebsmotors einmal das Schaberad direkt anzutreiben und einmal
ein Vorgelege zwischenzuschalten. Es sind aber auch andere Schaltgetriebe und andere
Drehzahlstufen denkbar.
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An Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung
schematisch dargestellt ist, wird der Gegenstand der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Motorschabe' kopf, Fig. 2 einen Schnitt
nach der Linie A-B der Fig. 1. Am Schaberadkopfgehäuse 1 ist ein weiteres Gehäuse
2 befestigt, in das ein polumschaltbarer Einbaumotor 3 aufgenommen wird. Auf der
Welle 4 des Einbaumotors 3 befindet sich eine Schnecke 5, die axial beweglich angeordnet
ist, indem sie von beiden Seiten durch Federelemente 6 und 7 in axialer Richtung
gehalten wird. Die Schnecke 5 greift in ein Schneckenrad 8 ein, das mit einem Zahnrad
9 verbunden ist, wobei beide auf der Schaberadspindel 10 frei drehbar aufgenommen
sind. Das Zahnrad 9 besitzt an der einen Stirnseite Kuppelzähne 11. Auf der Schaberadspinde110
ist noch ein weiteres Zahnrad 12 angeordnet und dem Zahnrad 9 mit den Kuppelzähnen
11 gegenüber eine Kupplungshälfte 13 vorgesehen, die axial beweglich, jedoch mit
der Schaberadspindel 10 fest verbunden ist.
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Parallel zur Schaberadspinde110 ist im Schaberadkopfgehäuse 1 eine
Welle 14 angeordnet, auf der sich ein Vorgelege, bestehend aus zwei miteinander
fest verbundenen Zahnrädern 15 und 16, befindet, die axial verschoben werden können
und auf der Welle 14 frei drehbar sind.
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Von einem Schalthebel 17 können die Zahnräder 15 und 16 des
Vorgeleges entkuppelt und die Kupplungshälfte 13 mit dem Zahnrad 9 gekuppelt werden
oder umgekehrt, da am Schalthebel 17 an der einen Seite der Welle 14 ein
Schaltelement 18 angebracht ist, das die Zahnräder 15 und 16 des Vorgeleges, je
nach Stellung des Schalthebels 17, in einer bestimmten axialen Lage hält, während
das Ende des Schalthebels 17 an der anderen Seite der Welle 14 in die Kupplungshälfte
13 eingreift.
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An einem Ende der Schaberadspinde110 befindet sich das Schaberad 19,
das fest mit der Schaberadspindel 10 verbunden ist. Über das Schaberad 19 greift
eine Schutzkappe 20, die am Schaberadkopfgehäuse 1 befestigt ist, während ein als
Kappe 21 ausgebildetes, abziehbares Gegenlager für die Schaberadspinde110 ebenfalls
fest mit dem Schaberadkopfgehäuse 1 in Verbindung steht. In dem am Schaberadkopfgehäuse
1 angebrachten Gehäuse 2 sind Bohrungen 22 vorgesehen, um den Einbaumotor 3 durch
das beim Schaben verwendete Kühlmittel zusätzlich zu kühlen.
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Die Wirkungsweise des Antriebes für den Motorschabekopf ist folgende:
Nachdem das Schaberad 19 mit dem Werkstück in Eingriff gebracht und der Einbaumotor
3 eingeschaltet worden ist, läuft die Antriebsbewegung für das Schabemd 19 bei eingeschaltetem
Vorgelege 15, 16 und ausgekuppelter Kupplungshälfte 13 (Fig. 1) von der Welle 4
des Einbaumotors 3 über die Schnecke 5, das Schneckenrad 8, das Zahnrad 9; das Zahnrad
15 und 16, das Zahnrad 12 auf die Schaberadspindel 10, die das Schaberad 19 in Drehung
versetzt.
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Ist dagegen das Vorgelege 15, 16 ausgeschaltet und die Kupplungshälfte
13 mit dem Zahnrad 9 verbunden, so ergibt sich für das Schaberad 19 eine andere
Drehzahl, und der Antrieb erfolgt vom Einbaumotor 3 über seine Welle 4, die Schnecke
5, das Schneckenrad 8, das Zahnrad 9, die Kupplungshälfte 13 auf die Schaberadspindel
10, die das Schabemd 19 bewegt.
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Durch Verwendung eines polumschaltbaren Einbaumotors 3 lassen sich
die erläuterten, durch die Getriebeanordnung gegebenen zwei verschiedenen Drehzahlen
auf vier erhöhen, die in der Praxis für das Schaben ausreichen.
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Soll nun bei jedem Hub des Werkzeuges die Drehrichtung desselben umgekehrt
werden, um eine gleichmäßige Spanabnahme an jeder Flanke des Werkstückes zu erreichen,
so muß auch die Drehrichtung des Einbaumotors 3 und des gesamten Getriebezuges geändert
werden. Auf Grund der Trägheit der Getriebeelemente haben diese dabei das Bestreben,
sich in der bisherigen Drehrichtung weiterzubewegen, so daß die Schnecke 5 sich
gegen den Druck des Federelementes 6 aus dem Schneckenrad 8 in axialer Richtung
herausdrehen will. Die Schnecke 5 kommt dabei jedoch nicht außer Eingriff, da nach
kurzer Zeit durch die Wechselbeziehung zwischen der Kraft des Federelementes 6 und
der verharrenden Masse der Getriebeelemente Gleichgewicht hergestellt wird und dann
der Getriebezug sich in der anderen Richtung zu drehen beginnt.
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Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Einschalten des Einbaumotors
3, auch hierbei versucht die Schnecke 5 gegen den Druck des Federelementes 7 axial
auszuweichen.
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Treten beim Schaben von seiten des Schaberades 19 Stöße auf, so werden
diese ebenfalls durch die Schnecke 5 aufgenommen und durch die selbsthemmende Eigenschaft
des Schneckengetriebes 5, 8 in eine axiale Bewegung der Schnecke 5 umgewandelt und
so vom Einbaumotor 3 ferngehalten.