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Maschine zum Feinbearbeiten von Zahnrädern, wie Schaben Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feinbearbeiten von Zahnrädern, beispielsweise
Schaben, Honen, Preßglätten, mit einem das Werkstück oder das Werkzeug tragenden
Schlitten, der radial zum Werkstück mit Nocken oder Spindel in zwei entgegengesetzten
Richtungen ungleichförmig antreibbar und selbsttätig steuerbar ist.
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Es sind Zahnradfeinbearbeitungsmaschinen, insbesondere Zahnradschabmaschinen
bekannt, bei denen die Zustellung des Werkzeugs relativ zum Werkstück kontinuierlich
mit einer Vorschubkurve oder einer Vorschubspindel erfolgt. Es ist auch bekannt,
die Zustellbewegung von einem polumschaltbaren Motor aus anzutreiben, so daß beispielsweise
zwei Geschwindigkeiten für die Zustellbewegung vorgesehen werden können.
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Nach einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag wird
die Zustellbewegung einer Zahnradschabmaschine von einem Vorschubnocken oder verstellbaren
Anschlag gesteuert, die einen Profilteil für das Nähern von Werkstück und Werkzeug,
einen Profilteil zum Verharren auf einem vorbestimmten Achsabstand, einen Profilteil
zum langsamen Entfernen zum Auslösen der elastischen Spannungen und einen Profilteil
für den Eilrücklauf aufweisen. Das Verhältnis der Zeiten der einzelnen Zustellzustände
ist hierbei unveränderlich.
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Es ist ferner eine noch nicht zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung
zum Bearbeiten, beispielsweise zum Schaben, von Zahnrädern vorgeschlagen worden,
bei welcher der die Zustellbewegung ausführende Tiefenvorschubschlitten mit einer
nachgiebigen Vorschubkraft gegen einen Anschlag gefahren wird, wobei eine Schalteinrichtung
ausgelöst wird, die die Auswärtsbewegung des Schlittens nach einem Verharren bei
kleinstem Achsabstand in zwei zeitlich bzw. räumlich vorbestimmten Abschnitten zunächst
mit sehr niedriger und dann mit höherer Geschwindigkeit schaltet. Abgesehen davon,
daß diese Vorrichtung das Vorhandensein eines Anschlags voraussetzt, sind die Wahl
und die Einstellbarkeit der einzelnen Zustellzustände begrenzt.
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Es hat sich gezeigt, daß nicht nur die kontinuierliche Zustellung
von Wichtigkeit ist, sondern daß die Oberflächengüte und die Formgenauigkeit der
Werkstückzähne entscheidend von der Vorschubgeschwindigkeit der Zustellbewegung,
von der Dauer der Operation ohne Vorschub und von der Geschwindigkeit des Auseinanderrückens
abhängt. Dabei kommt es darauf an, daß die genannten Geschwindigkeiten unabhängig
voneinander wählbar sind. Der Grund für diese Notwendigkeit ist darin zu suchen,
daß die Verzahnungsfehler und die Oberflächengüte von Einflüssen abhängen, die sich
in Abhängigkeit von den Vorschubzuständen der Maschine verschieden entwickeln bzw.
auswirken. Aufgabe der Erfindung ist, das Ergebnis der Feinbearbeitung insbesondere
beim Zahnradschaben hinsichtlich Verzahnungsqualität und Oberflächengüte in diesem
Sinn zu verbessern.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
die Zustellgeschwindigkeit des Schlittens mit einem stufenlos regelbaren Getriebe
od. dgl. regelbar ist. So ist es möglich, für jeden der Zustellzustände Vorschub,
Verharren, langsamer Rückhub zum Auslösen der elastischen Spannungen und schneller
Rückhub die geeignete Zeit bzw. Geschwindigkeit zu wählen, und zwar im Hinblick
auf den einzelnen Zustand als auch auf das Verhältnis zu den anderen Zuständen.
Der zeitliche Ablauf wird mit einer mit dem Vorschubantrieb ablaufenden Programmwalze
od. dgl. gesteuert.
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Eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung ergibt sich, wenn im Vorschubantrieb
ein nachgiebiges Glied vorgesehen ist, das den nächsten Bewegungszustand, z. B.
Rücklauf, nicht sofort auslöst, sondern erst über die Tätigkeit eines Zeitrelais.
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Die Erfindung ist an Hand der F i g.1 bis 3 erläutert. Es zeigt F
i g.1 eine Zahnradschabmaschine nach der Erfindung, F i g. 2 ein Getriebeschema
zur Maschine nach F i g.1, F i g. 3 eine Schaltwalze zur selbsttätigen Steuerung
der Maschine.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Maschine mit einer Vorschubspindel
für den Zustellantrieb. Die Erfindung ist auch durchführbar, wenn ein Nockenantrieb
od. dgl. vorgesehen ist.
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Die F i g.1 bis 3 zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine
Zahnradschab- oder Honmaschine ohne Längsvorschub, und zwar eine Maschine, die im
Tauchverfahren arbeitet. Die Erfindung ist auch
auf eine Maschine
mit Längsvorschub anwendbar. Auf einem Maschinengestell 10 ist in den Führungen
18 ein Vorschubschlitten 101 geführt, der an seinem oberen Ende einen
um einen Bolzen 66 kippbar gelagerten Werkstücktisch 65 trägt. Auf dem Werkstücktisch
ist zwischen zwei Reitstöcken 67, 68 das Werkstück 26 gelagert. Am überhängenden
Teil des C-förmigen Maschinenständers ist ein Werkzeugträger 12 um eine senkrechte
Achse drehbar und feststellbar gelagert, in dem das Schabrad 15 oder ein anderes
zahnradähnliches Werkzeug gelagert, auf einen Achskreuzwinkel einstellbar und in
bekannter Weise antreibbar ist. In den Reitstöcken sind Anschlagklötze 71, 71 a,
die ausgewechselt werden können, eingespannt. Die Anschlagklötze setzen sich am
Ende der Zustellbewegung des Vorschubschlittens gegen die Fläche 78,79 des
Werkzeugträgers. Da der Werkstücktisch kippbar gelagert ist, ist eine gute Anlage
der Anschlagklötze an den Flächen 78,79 gesichert. Der Grad des Kippens kann
mit den Schrauben 69,70 gewählt werden. Der Vorschubschlitten wird durch
das Zusammenwirken einer Vorschubspindel 102 mit einer Vorschubmutter 103 wahlweise
von einem Elektromotor 104 oder von einem Handrad 105 aus angetrieben. Der vollständige
Antrieb ist aus dem Getriebeschema der F i g. 2 zu ersehen. Der Elektromotor
104 treibt über ein stufenlos verstellbares Getriebe 106 und über Wechselräder
107 sowie eine Vorgelegewelle 108 und ein mehrgängiges Geschwindigkeitswechselgetriebe
109 eine Getriebewelle 112. Von der Getriebewelle aus verläuft der Leistungsflur
wahlweise über einen Vorwärtsgang 113 oder einen Rückwärtsgang 114 eines Wendegetriebes
115, das mit einer Doppelkupplung 116 elektrisch, hydraulisch oder mechanisch geschaltet
wird. Das Wendegetriebe treibt eine Schneckenwelle 117, die eine Schnecke 118 trägt,
welche in die als Schnekkenrad ausgebildete Spindelmutter 103 eingreift. Die Spindelmutter
ist drehbar, aber nicht längsverschiebbar in dem Vorschubschlitten 101 gelagert.
Das Handrad 105 wirkt über eine Kupplung 120 entweder direkt oder
über ein Zahnradvorgelege 119 ebenfalls auf die Schneckenwelle 117. Die Vorschubspindel
102 ist im Maschinengestell nicht drehbar, aber längsverschiebbar gelagert, sie
wird von einer nachgiebigen Kraft, beispielsweise einer Tellerfeder 128 a oder einem
Tellerfederpaket oder einer hydraulischen Kraft, im Sinn der F i g. 2 stets nach
oben gedrückt.
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Von dem Elektromotor 104 wird über ein Getriebe 121 mit starker Untersetzung
eine Schaltwalze 122 angetrieben, die mit Hilfe einer Anzahl versetzbarer Nocken
123 auf eine Anzahl Steuerschalter 124 einwirkt. Diese Steuerschalter
wirken unter anderem auch auf einen Stellmotor 125, der über ein Schnekkengetriebe
126 die Verstelleinrichtung 127 zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des
stufenlosen Getriebes antreibt.
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F i g. 3 zeigt schematisch die Schaltwalze 122 mit den Steuerschaltern
124 von der Seite. Der Arbeitszyklus möge im Punkt 130 beginnen. Der Vorschub läuft
mit Eilgang an, d. h., der Schlitten 101 wird schnell nach oben verschoben, so dar
Werkstück und Werkzeug in Eingriff gebracht werden. Nach Zurücklegen des Drehwinkels
131 trifft einer der Schalter 124 im Punkt 132 auf den Nocken 123, wodurch der Motor
125 eingeschaltet wird, der das stufenlose Getriebe auf die normale Vorschubgeschwindigkeit
einstellt. Der Motor 125 wird wieder ausgeschaltet, wenn der betreffende Schalter
im Punkt 133 von seinem Nocken herunterläuft. Statt jeweils nur ein Nokken können
jeweils zwei Nocken gesetzt sein, von denen der eine zum Einschalten (im Punkt 132)
und der andere zum Ausschalten (im Punkt 133) des Motors 125 dient. Im Punkt 134
treffen die Anschläge 71, 71 a auf die Flächen 78, 79; der Tiefenvorschub ist beendet.
Da der Elektromotor 104 die Spindelmutter 103 weiter antreibt, weicht die
Spindel 102
gegen den Druck der Feder 128 a nach unten aus und schaltet durch
Zusammenwirken des Bundes 128 mit dem Schalter 129 die Doppelkupplung 116 aus und
gleichzeitig ein Zeitrelais ein. Der Vorschub ist beendet. Das Schabrad oder sonstige
Werkzeuge nimmt keine weiteren Späne ab. Während dieser Zeit werden mit Hilfe des
Nockens 140 entweder das Getriebe 109 oder das stufenlose Getriebe 106 oder beide
auf eine Übersetzung umgeschaltet, das der gewünschten Geschwindigkeit des langsamen
Abrükkens zum Auslösen der in der Maschine aufgespeicherten elastischen Spannungen
entspricht. Das Abrücken wird vom Zeitrelais veranlaßt, das etwa im Punkt 135 mit
der Doppelkupplung 116 den Rückwärtsgang einschaltet. Der Schlitten 101 senkt sich
zunächst langsam, bis Punkt 136 an der Schaltwalze erreicht ist. Jetzt wird mit
dem Nocken 141 auf Eilgang umgeschaltet, so dar der Schlitten schnell abgesenkt
wird, bis die Spindelmutter auf Schalter 129 a stößt, der das öffnen der Doppelkupplung
veranlaßt. Ein Arbeitszyklus des Schlittens 101 ist damit beendet (etwa im Punkt
137 an der Schaltwalze). Die Schaltwalze läuft dann noch von 137 bis zum Ausgangspunkt
130, wo auch der Motor 104 abgeschaltet wird.
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Statt der federnden Spindel kann als nachgiebiges Element auch irgendwo
im Antrieb eine Rutschkupplung 111 vorgesehen sein, die beim Wirksamwerden der Anschläge
71, 71 a den Antrieb unterbricht und den Rücklauf gegebenenfalls über ein Zeitrelais
veranlaßt.