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Vorrichtung zum Bearbeiten von Zahnrädern durch Schaben mit kontinuierlicher
Spanzustellung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten von
Zahnrädern durch Schaben unter gekreuzten Achsen mit einem zahnradähnlichen Werkzeug,
bei der ein kontinuierlicher Vorschub zum Nähern und Entfernen von Werkzeug und
Werkstück mit einem Vorschubnocken oder verstellbaren Anschlag gesteuert wird, der
einen Profilteil für das Nähern, einen Profilteil für das Verharren in einem bestimmten
Achsabstand und einen Profilteil für einen Eilrückhub in die Ausgangsstellung aufweist.
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Bei den zur Zeit üblichen Zahnradschabmaschinen wird die Spanzustellung
mit einem Schrittmotor gesteuert, d. h., sie erfolgt in Stufen. Bei Schabmaschinen,
die ohne Längsvorschub, also im sogenannten Tauchverfahren arbeiten, verursacht
das stufenweise Zustellen Verlustzeiten und durch das dauernde Freischneiden des
Schabrades unsaubere Oberflächen. Um das Tauchschaben (Einstechverfahren) und das
bekannte Verfahren mit einem Längsvorschub senkrecht zur Werkstückachse (Underpasschaben)
mit Erfolg anwenden zu können, werden die Schneidnuten des Schabrades nach einem
ganz bestimmten noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Gesichtspunkt von Zahn
zu Zahn gegeneinander versetzt. Eine hubweise Zustellung erschwert das Arbeiten
mit solchen Schabrädern, da der Rhythmus des Zustellens auf den Rhythmus der Schneidnutenversetzung
abgestimmt sein müßte.
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Es ist bereits eine Schabmaschine mit hin- und hergehendem Längsvorschub
bekannt, bei der die Spanzustellung stufenlos erfolgt. Bei dieser Maschine nähern
und entfernen sich Werkstück und Werkzeug in den Phasen: Eilvorschub, kontinuierliches
langsames Nähern der Achsen von Schabrad und Zahnrad, Verharren auf einem Achsabstand,
schnelles Auseinanderrücken der Achsen. Diese Verfahrensschritte reichen zum Erzielen
einer hohen Oberflächengüte nicht aus, da sich Werkzeug, Werkstück, ihre Träger
und das Maschinengestell während der Bearbeitung elastisch verformen. Infolge dieser
elastischen Verformung erfolgt auch während des Verharrens auf einem bestimmten
Achsabstand geringfügige Spanabnahme. Werden nun nach dem Schaben mit konstantem
Achsabstand Werkzeug und Werkstück sofort im Eilgang voneinander abgehoben, so wird
diese geringfügige Spanabnahme abrupt unterbrochen, so daß das Werkstück unterschiedlich
bearbeitete Flankenteile (Zebrastreifen) aufweisen kann.
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Zweck der Erfindung ist, diesen Nachteil zu vermeiden, d. h. eine
hohe Oberflächengüte geschabter Zahnflanken ohne Streifenbildung zu gewährleisten.
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Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch einen
Profilteil des Vorschubnokkens oder verstellbaren Anschlags für den radialen Werkzeugvorschub
mit schwach negativer Steigung zwischen den Profilteilen für das Verharren und dem
des Eilrücklaufs zum geringfügigen kontinuierlichen Auseinanderrücken von Werkstück
und Schabrad aus dem kleinsten Achsabstand mit der größten Anpreßkraft infolge der
elastischen Verformung von Maschine, Werkstück und Werkzeug bis etwa auf einen Achsabstand
ohne Anpreßkraft gleichen Ursprungs, bei dem das System entspannt ist. Auch bei
den Zahnradschabverfahren mit einer Vorschubkomponente in Richtung der Werkstückzähne,
bei denen mindestens während des letzten Längsvorschubs keine Spanzustellung erfolgt,
können die vorher erwähnten Streifen auf den Werkstückflanken entstehen, wobei es
gleichgültig ist, ob kontinuierlich oder hubweise zugestellt wird. Aus diesem Grunde
werden häufig mehrere Hin- und Hergänge ohne Zustellung am Ende des Arbeitsganges
vorgesehen. Auch bei diesem Verfahren können die Markierungen mit der Erfindung
vermieden werden. Durch die Erfindung kann also entweder die gesamte Schabzeit abgekürzt,
oder es kann gewissermaßen eine Sicherung zum Vermeiden der Markierungen vorgesehen
werden.
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Mit den F i g. 1 bis 5 ist die Erfindung erläutert. Es zeigt F i g.
1 einen Schnitt durch eine im Tauchverfahren arbeitende Zahnradschabmaschine mit
einem beweglichen Anschlag nach der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt entlang der
Linie 2-2 der Maschine nach F i g. 1, F i g. 3 eine Draufsicht auf die Maschine
nach Fig.l, F i g. 4 das abgewickelte Profil eines Vorschubnockens oder beweglichen
Anschlags nach der Erfindung, F i g. 5 eine Abwandlung des Profils entsprechend
Fig.4.
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Die F i g. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem beweglichen
Anschlag, der nach der Erfindung
gestaltet ist. Die Maschine ist
wie folgt aufgebaut: auf einem Maschinenständer 10 ist eine Führungsplatte
11 beispielsweise in einer waagerechten Ebene angeordnet. Auf dieser Führungsplatte
ist ein Werkzeugträger 12 schwenkbar und mit Hilfe von T-Nuten 13 od. dgl. und Schrauben
14 einstellbar und feststellbar gelagert. Im Werkzeughalter ist ein Schabzahnrad
15 gelagert und von einem Elektromotor 16 über Wechselräder 17 oder ein Getriebe
angetrieben. Der Maschinenständer ist ferner mit einer senkrecht zur Schwenkplatte
11 gerichteten Flachführung 1'F3 versehen, auf der ein Grundschlitten 19 verschiebbar
gelagert ist. In dem Grundschlitten befindet sich eine parallel zur Flachführung
gerichtete Schwalbenschwanzführung 20 od. dgl., in der ein Werkstückschlitten 21
verschiebbar und festschraubbar gelagert ist. Die Befestigungsschrauben sind nicht
gezeichnet. In dem Werkstückschlitten ist ein senkrecht zu den Führungen gerichteter
Zapfen 22 befestigt oder gelagert, um den ein Schwenktisch 23 schwenkbar angeordnet
ist. Auf dem Schwenktisch sind zwei Reitstöcke 24, 25 vorgesehen, zwischen denen
das Werkstück 26 in bekannter Weise aufgenommen ist. Mit Hilfe des Schwenktisches
23 kann die Werkstückachse parallel oder geneigt zur Werkzeugachse ausgerichtet
werden, je nachdem, ob zylindrische oder konische Räder geschabt werden sollen.
Der Schwenktisch kann nach dem Ausrichten auf dem Werkstückschlitten festgespannt
werden.
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In den Maschinenständer 10 ist ein nach der Erfindung gestalteter
beweglicher Anschlag 27, der vorzugsweise auswechselbar auf einer Nockenwelle 28
sitzt, gelagert. Die Nockenwelle 28 wird von einem Elektromotor 29 aus über ein
gestuftes oder stufenloses Schaltgetriebe 30 und über einen Schneckentrieb 31, 32,
angetrieben. Am freien Ende der Nokkenwelle sind ein oder mehrere Schaltnocken 33,
34, vorgesehen, die jeweils ein oder mehrere Schalter 35, 36, betätigen, wenn sich
die Nockenwelle dreht. Mit diesen Schaltern wird vorzugsweise der Arbeitsablauf
der Maschine gesteuert. In den Grundschlitten 19 ist eine Rolle 37 gelagert, die
gegen den Anschlagnocken anliegt, wenn der Grundschlitten mit Hilfe einer nachgiebigen
Kraft, beispielsweise mit einer Feder oder einem Federpaket 38 oder mit einer
Hy- , draulikanlage, im Sinne der F i g. 1 nach . oben gedrückt wird. Die Spannung
der Feder 38 kann mit einer Schraube 39 od. dgl., die beispielsweise mit einer als
Schneckenrad ausgebildeten Spindelmutter 39a von einem nicht gezeichneten und bekannten
Be- ; tätigungselement aus über eine nicht gezeichnete Schnecke angetrieben werden
kann, eingestellt werden. Vor dem Schaben wird der Werkzeugträger 12 auf der Führungsplatte
11 entsprechend einem gewünschten Achskreuzwinkel zwischen Schabzahnrad ; 15 und
Werkstück 26 eingestellt. Der Anschlagnokken 27 steht in seiner Ausgangsposition,
d. h. so, daß zwischen Werkstück und Werkzeug ein zum Einspannen genügender Achsabstand
vorhanden ist. Nach dem Einspannen des Werkstücks 26 und nach dem E Einschalten
der Elektromotore 16 und 29 wälzen sich Werkstück und Werkzeug aufeinander ab. Gleichzeitig
dreht sich der bewegliche Anschlag 27, von dem einige Beispiele in Figuren dargestellt
sind.
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Der bewegliche Anschlag F i g. 4 weist zunächst ein Profilteil 60
mit verhältnismäßig starker Steigung für die eigentliche Spanzustellung auf. Daran
schließt sich ein Profilteil 61 mit gar keiner oder nur sehr kleiner Steigung zum
Ausschaben an, dem ein Profilteil 62 mit schwacher negativer Steigung zum Auslaufen
oder Entspannen folgt, worauf der Profilteil 63 den Ausgangs-Achsabstand wieder
herstellt.
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Zu Beginn des Arbeitsvorganges wird der bewegliche Anschlag zunächst
für einen Eil-Tiefenvorschub schnell gedreht, so daß sich Werkstück und Werkzeug
schnell nähern. Sodann wird nach Durchfahren der Strecke 64 auf eine langsame Drehung
umgeschaltet und mit dem normalen Tiefenvorschub zugestellt bis der Profilteil 61
erreicht ist, der für ein Ausschaben des Zahnrades sorgt. Bevor Werkstück und Werkzeug
außer Eingriff gebracht werden, wird noch der Profilteil 62 durchfahren,
während Werkzeug und Werkstück sich langsam voneinander entfernen. Während dieser
Operation werden die unter Umständen entstandenen Bearbeitungsmarkierungen entfernt.
Schließlich wird der ursprüngliche Achsabstand im Eilgang mit Hilfe des Profilteils
63 wieder hergestellt.
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F i g. 5 zeigt eine Abwandlung des Profils F i g. 4 dahingehend, daß
der Eil-Tiefenvorschub durch ein Profilteil 65 und die eigentliche Spanzustellung
durch ein Profilteil 66 gesteuert werden. Das übrige Profil entspricht der F i g.
4. Durch dieses Profil wird überhaupt ein Geschwindigkeitswechsel im Antrieb des
beweglichen Anschlags vermieden.
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Was für einen beweglichen Anschlag ausgeführt wurde, gilt auch sinngemäß
für einen Vorschubnocken.