DE2604281B2

DE2604281B2 - Maschine zum Schaben oder Rollen der Zahnflanken von drehbar in ihr gelagerten Zahnrädern

Info

Publication number: DE2604281B2
Application number: DE2604281A
Authority: DE
Inventors: Que Boulogne-Billancourt Hauts-De-Seine Vu-Do (Frankreich)
Original assignee: Renault Industries Equipments et Techniques RIET
Current assignee: Renault Industries Equipments et Techniques RIET
Priority date: 1975-02-07
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1980-02-07
Also published as: GB1535355A; DE2604281A1; FR2299935B1; JPS51132154A; FR2299935A1; IT1057141B; US4212572A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schaben oder Rollen der Zahnflanken von drehbar in >o ihr gelagerten Zahnrädern, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches angegeben ist

Die Fertigbearbeitung von Zahnrädern durch Schaben oder Rollen, wie sie derzeit durchgeführt wird, erfolgt durch insgesamt zwei Relativbewegungen des Werkstückes gegenüber dem Werkzeug:

a) konjugierte Rotation des Werkzeugs und des Werkstücks um ihre Achsen und gegenseitiges Ineinandergreifen; in

b) Fortbewegung der Werkstückachse gegenüber der Werkzeugachse; diese Bewegung bewirkt die Abspannung beim Schaben oder die Formgebung beim Rollen.

s>

Nach Art der zweiten Beweis ⁿS unterscheidet man die verschiedenen Bearbeitungsverfahren nach dem Stand der Technik; diese Bewegung ist geradlinig fortschreitend.

Bei feststehender Werkzeugachse und beweglicher m Werkstückachse unterscheidet man folgende Verfahren:

c) Parallelschabverfahren: Diagonal-Winkel D=O,

d) Diagonalschabverfahren: Diagonal-Winkel D Φ 0, ._t-, u) »Underpassw-Verfahren: Diagonal-Winkel D=90°,

p) Tauchschabverfahren: nur Tiefenvorschub.

Der Diagonal-Winkel D bestimmt die Richtung der Fortbewegung bezüglich der Werkstückachse. -,»

Im folgenden ist die Ebene, die durch die der Rotationsachse des Werkzeugs und der Rotationsachse des Werkstücks gemeinsame Senkrechte geht und die außerdem senkrecht zu der Rotationsachse des Werkstücks steht, als Ebene 3 bezeichnet

Es sei angemerkt, daß bei einem spanabhebenden Werkzeug zur Fertigbearbeitung von Zahnrädern jeder Zahn des Werkzeugs aus einer Einheit von Elementen, sog. Schneidnuten bzw. -kerben, besteht, welche entweder gleichmäßig oder ungleichmäßig am Schneidezahn verteilt sind. In letzterem Fall spricht man von versetzten Schneidnuten.

Bei einer Differentialschab- oder -profilrollmaschine für Getrieberadverzahnungen sind die Achsen des zu bearbeitenden Werkstücks und die des Werkzeugs im allgemeinen gekreuzt (Winkel D*G), und die Entfernung zwischen diesen beiden Achsen, auf ihrer gemeinsamen Senkrechten gemessen, heißt Mittenabstand.

In Verbindung mit den Verfahren c, d, und u kann, einmal im Verlauf mehrerer Arbeitsgänge oder auch kontinuierlich, eine zusätzliche Bewegung gemäß ρ Stattfinden.

Bei den bekannten Maschinen erhält man diese geradlinig fortschreitenden Bewegungen in Führungsbahnen entsprechend einer vorgegebenen Regelung.

Für alle Verfahren, bei denen die Fortbewegung nicht in der vorstehenddefinierten Ebene J verläuft (Beispiel: Verfahren c oder d) kann die Anordnung der Schneidnuten des Werkzeugs auf jedem seiner Schneidezähne identisch sein. Das Werkzeug ist einfach. Es findet eine axiale Verschiebung der Schneidnuten des Werkzeugs auf den Zähnen des Werkstücks auf Grund der spezifischen Bewegungsart statt

Für alle Verfahren, bei denen die Fortbewegung nicht in der Ebene 3 verläuft (Beispiel: Verfahren u oder p) hat das Werkzeug notwendigerweise gegenseitig versetzte Schneidnuten: das Werkzeug ist daher komplex. Es erfolgt keine axiale Verschiebung der Schneidnuten des Werkzeugs auf den Zähnen des Werkstücks auf Grund der Relativbewegung Werkzeug — Werkstück.

Bei derzeit bekannten Maschinen bestimmt deren Regelungsart oder die Art der Anordnung der Schneidnuten auf den Werkzeugen mit versetzten Schneidnuten den Betrag des Fortschreitens der Schneidnuten auf dem Werkstück, welches während der Bearbeitung feststeht.

Zusammenfassend gibt die folgende Tabelle eine Übersicht über die Möglichkeiten der derzeit auf dem Markt befindlichen Maschinen:

Verfahren

Art des rotierenden Wcrk/.cugs Mit nicht Mit gegeneinander verscl/tcn Ohne

gegeneinander Schneidnuten Schneidversetzten nuten

Schneidnuten

Längsschaben	ja
Diagonalschaben	ja
»Underpass«-Verfahren	nein
Tauchschab-Verfahren	nein
I'rofilrollen bei	nein
parallelen Achsen
Profilrollen bei	nein
nicht parallelen Achsen

ja, eventuell nein

ja, bei stark diagonalen Winkeln nein

ja nein

ja ja

nein

ja

Aus der DE-OS 18 02 745 ist eine Maschine zum Feinbearbeiten von Zahnrädern durch Schaben, Rollen oder dergleichen bekannt, die einen Tiefenvorschub besitzt Ein Längsvorschub in einer Richtung, die von der Richtung des Tiefenvorschubes abweicht, ist bei dieser Maschine nicht vorgesehen. Sie ist somit nicht zum Parallel-, Diagonal- oder Querschaben geeignet Durch eine Abstimmung von Wälzbewegung und Tiefenvorschub bzw. durch die Steuerung der einen Bewegung in Abhängigkeit von der anderen soll trotz dieser Vereinfachung eine ausreichende Qualität des Schabens erzielt werden. Dazu sind die Vorschubnokken besonders ausgebildet Die Auslegung des Stoßens des Werkzeuges bestimmt die Art des Schnittes. Das erforderliche komplizierte Werkzeug muß bei dieser Maschine häufig ausgewechselt werden, um eine geforderte Qualität aufrecht erhalten zu können.

In »Hurth Zahnradschaben«, München, 1964 sind auf den Seiten 140 f. Maschinen angegeben, bei denen die Führung eines Vorschubschlittens, auf dem der Werkstücktisch gelagert ist, unter ihm von einer Stellung par&He! zum Werkstücktisch für Farallelschaben bis zu einem Winkel von 90° zum Werkstücktisch zum Querschaben eingestellt werden kann. Ferner ist eine weitere Maschine angegeben, bei der ein Querschlitten für den Tiefenvorschub sorgt während der vertikale Schlitten Längshübe zum Parallelschaben ausführt

In der DE-OS 22 55 514 ist eine Zahnradschleifmaschine beschrieben, die einen Drehzahl-impulswandler aufweist, dessen Ausgangssignal einer Frequenzteilerschaltung zugeführt wird. Das Teilerverhältnis dieser Frequenzteilerschaltung ist in Abhängigkeit von der Zähnezahl des zu fertigenden Zahnrades einstellbar, und das Ausgangssignal dieser Frequenzteilerschaltung wird einem Digital-Analog-Wandler zugeführt, dessen Ausgangssignal einen Servomotor speist, der das Werkstück antreibt.

Aus der DE-AS 21 62 259 ist eine Läppmaschine für ein aus Tellerrad und Ritzel bestehendes Kegel- oder Hypoidzahnradpaar bekannt, bei der sich die Einstellung der Zahnräder auf verschiedene Ausgangslagen des Läppens dadurch vorwählen und schnell durchführen läßt, daß sowohl der Schwingantrieb als auch die Verstellung der Spindeln durch ein und denselben Antrieb erfolgt, der vorzugsweise aus Schrittmotoren besteht.

Aus dem DE-GM 66 04 173 ist line Zahnradfeinbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines Werkstückes durch Abwälzen auf einem zahnradähnlichen Werkzeug bekannt, bei der zum Erzeugen von Zahnflanken mit hoher Oberflächengü;«; ein Informationsträger vorgesehen ist, auf dem eine dem Verlauf der Zahnkräfte zwischen Werkstück —Werkzeug entsprechende Information gespeichert ist, und der ein rhythmisch arbeitendes Stellglied steuert, das den Anpreßdruck zwischen Werkstück und Werkzeug beeinflußt.

Aus der DE-AS 12 70 930 ist eine Maschine zum Feinbearbeiten von Zahnrädern mit einem zahnradartigen Werkzeug zum Schaben, Honen oder dergleichen bekannt, bei der druckempfindliche Pulsgeber unmittelbar an der Abstützung des Werkstücks oder des Werkzeugs angeordnet und der Impulsgeber beim Absinken des Arbeitsdrucks zwischen Werkstück und Werkzeug auf den voreingestellten Druck wirksam ist.

In der DE-AS 12 95 324 ist eine Maschine zum Feinbearbeiten von Zahnradflanken von Zahnrädern, die drehbar, aber starr im Maschinengestell gelagert sind, wobei die Bearbeitung mit einem zahnradartigen Werkzeug erfolgt das um einen fest auf der Grundplatte angeordneten Zapfen kippbar ist

In »Hurth Fertigungsprogrammwerkzeugmaschinen«, Januar 1975 Seite 17 ist eine Spezialmaschine zum

■-, Parallelschaben, Diagonalschaben und Querschaben angegeben, die mit einer automatischen Beschickungsanlage ausrüstbar ist

Weiterhin ist in der DE-PS 12 00 009 eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Zahnrädern durch Schaben

ι» bekannt bei der ein kontinuierlicher Vorschub zum Nähern und Entfernen von Werkzeug und Werkstück mit einem Vorschubnocken oder einem verstellbaren Anschlag gesteuert wird. Diese Maschine erlaubt nur eine gerade, senkrechte Bewegung.

ii In der Zeitschrift »Der Maschinenbau« Januar 1961, Nr. 1, Titelblatt ist ferner eine Maschine zum Zahnradschaben bekannt die mehrere Verschiebeeinrichtungen für verschiedene Verschiebericfitungen besitzt Bei dieser Maschine ist jedoch nachteilig, daß der Vorschub während des Schabeprozesses immer nur in einer Richtung erfolgt so daß also immer im gleichen Schabeverfahren gearbeitet wird Dieses Vorgehen erfordert jeweils speziell konstruierte Werkzeuge.

Die bei allen derzeit auf dem Markt befindlichen

r, Maschinen auftretenden Nachteile können wie folgt zusammengefaßt werden:

— Die derzeit bekannten Maschinen haben spezifischen Charakter, da sie lediglich für folgende in Arbeiten konzipiert sind: entweder nur Schaben

oder nur Profilrollen; oder Rollen bei nur einer Schabbearbeitung (z. B. »Underpass«); Profilrollen oder Schaben, aber ohne die maximale Steifigkeit der spezialisierten Rollmaschinen aufzuweisen; j-, oder Erstellung der Kinematik eines einzigen der

in der vorstehenden Tabelle aufgeführten Verfahren bei der Bearbeitung ein und desselben Werkstücks.

— Die Optimierung des Schab- oder P'-ofilnllverfah-Hi rens ist jedes Mal nur für einen einzigen der oben

aufgeführten Arbeitsgänge möglich. Sie ist daher begrenzt unvollständig und unvollkommen hinsichtlich folgender Punkte: Dauer des Arbeitsgangs, Standzeit des Werkzeugs (Schnittverhalten

r, oder Zerspanungsverhalten), Qualität des Werkstücks (Oberflächenbeschaffenheit des fertigbearbeiteten Werkstücks), da nur ein einziges Schnittverfahren (bzw. Arbeitsverfahren) während eines Bearbeitungsganges anwendbar ist.

•>o 3 — Die Änderung des Arbeitsverfahrens erfordert einen Wechsel des Werkzeugtyps, und manchmal sogar des Maschinentyps; dies stellt einen Mangel an Vielseitigkeit dar und bedeutet höhere Kosten.

— Die Optimierung der herkömmlichen Schab- und Vi Profilrollverfahren ist daher mit den bekannten

Mitteln zeitraubend und kostspielig, und ist darüber hinaus auf ganz bestimmte Aibeitsverfahren beschränkt, die während der Bearbeitung ein und desselben Werkstücks nichl kombiniert wi werden kö .nen.

— Bei den bekannten Maschinen müssen entweder

kostspielige und in der Konzeption ausgeklügelte Werkzeuge mit versetzten Schtieidnuten verwendet werden, um die Verfahren mit den kürzesten M Bearbeitungszeiten ausführen zu können (Profilrollen, Tauci/schabverfahren oder »Underpass«- Schaben z. B.), oder aber Werkzeuge mit nicht versetzten Schneidnuten, die wirtschaftlirher und

in der Konzeption einfacher sind, aber nur für eine begrenzte Anzahl ganz bestimmter Bearbeitungsverfahren in Frage kommen.

Das Schnittverhalten der mit Schneidnuten versehenen Werkzeuge ist hauptsächlich durch die besondere Konzeption und Ausführung des Werkzeuges bestimmt (Schnittverhalten der Schneidnuten). Die zur Optimierung der Bearbeitung eines Zahnrades nötige Änderung des Schnittverhaltens macht einen Werkzeugwechsel erforderlich. Außerdem ist dieses Schnittverhalten für einen einzigen Bearbeitungsgang konstant und kann aufgrund der Werkzeugbelastung nicht beliebig festgelegt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Schaben oder Rollen der Zahnflanken von drehbar in ihr gelagerten Zahnrädern anzugeben, bei der die einzelnen Bewegungen und DgUjjveinsieüür.-e" von Wcrkz~**~~~ >--··· u;__l,..-.„l.

Werkzeug 21 wird von einer Plattform 20 getragen; es ist möglich, die Neigung der Achse 22 des Werkzeugs 21 gegenüber der zur Achse 16 des Werkstücks 17 parallelen Achse 23 zu verstellen, so daß der spitze Winkel zwischen den Achsen 22 und 23 den Kreuzungswinkel D der Achse des Werkstücks 17 und der Achse des Werkzeugs 21 bestimmt. Ein dritter Motor 13 regelt über ein Untersetzungsgetriebe 24 die Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeugs 21. Die Motoren 11, 12 und 13 sind jeweils über elektrische Leitungen 25, 26 und 27 an eine Steuereinheit 28 angeschlossen, welche ihnen die Befehle für die geradlinige Fortbewegung des Werkstücks 17, die des Werkzeugs 21 sowie für die Rotationsgeschwindigkeit und -richtung des Werkzeugs 21 übermittelt. Die Steuereinheit ist mit einem Magnetbandleser 29 verbunden. Es ist auch möglich, den Bearbeitungsgang am Bedienungspult der Maschine direkt sichtbar

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während der Bearbeitung geändert werden können, um eine individuelle Anpassung an das einzelne Werkstück zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine im Oberbegriff des Patentanspruches angegebene Maschine gelöst, die erfindungsgemäß nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Weise ausgestaltet ist.

Die genannte Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß sie zusätzlich zu den zwei genannten orthogonalen Bewegungen eine dritte orthogonale Bewegung durch einen über einen elektronischen Regelkreis an den Sollgröße-Generator angeschlossenen Motor erzeugen kann.

Die Erfindung gestattet es somit, sich von der eng begrenzten Wahlmöglichkeit zwischen Schabverfahren und Profilroll verfahren bei allen derzeit auf dem Markt befindlichen Maschinen zu befreien und neue Bearbeitungsverfahren mit beliebiger Kinematik durchzuführen, wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch näher hervorgeht.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand mehrerer Ausführur.gsbeispiele näher beschrieben und erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Grundschema eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Maschine mit einer Drehbewegung des Werkzeugs und zwei synchronisierten, geradlinigen Bewegungen,

F i g. 2 ein Grundschema eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Maschine,

F i g. 3 eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Maschine, die eine Synchronisierung folgender Bewegungen gestattet: Rotation des Werkzeugs und drei geradlinig fortschreitende, nicht koplanare Bewegungen,

Fig.4 eine perspektivische Ansicht mit teilweise weggebrochenen Partien der Maschine der F i g. 3,

F i g. 5 und 6 Teilansichten im Schnitt nach den Linien V-V und VI-Vl der F i g. 3, und

F i g. 7 ein Grundschema der elektronischen Ausführung der Steuereinheit der Maschine.

Nach dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bewirkt ein erster Motor 11 über einen Leitspindelantrieb 14—15 die geradlinige Fortbewegung des zu bearbeitenden Werkstücks 17 in Richtung seiner Achse 16; ein zweiter Motor 12 bewerkstelligt in gleicher Art über einen Leiispindeiantrieb 18—19 die Translationsbewegung eines Werkzeugs 21 in einer zur Achse des Werkstücks 17 senkrechten Richtung. Das Bei gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente zeigt F i g. 2 eine Ausführungsvariante, bei der die Werkstücke, wie z. B. zur Schab- oder Profilrollbearbeitung vorgesehene Getriebezahnräder, automatisch zugeführt werden. Die automatische Zuführeinrichtung

2> umfaßt eine Fertigungsstraße 30, auf der die zu bearbeitenden Werkslücke transportiert werden. Wenn diese in Höhe der Maschine angekommen sind, werden sie z«.ia Bearbeiten auf eine feststehende Achse 16 aufgebracht, die ihrerseits von einem feststehenden

κι Werkstückaufnahmetisch 31 getragen wird. Ist die

Bearbeitung beendet, so nimmt das betreffende Werkstück wieder seinen Platz in der Fertigungsstraße

ein, um z. B. zu einem Lager transportiert zu werden.

Bei feststehender Anordnung der Achse 16 ist es die

i. werkzeugtragende Plattform 20, welche den über die Motoren 11 und 12 bewirkten beiden Translationsbewegungen in senkrechter Richtung unterworfen ist, wobei der Leitspindelantrieb 14—15 in diesem Fall die Plattform 20 antreibt, und der Leitspindelantrieb 18—19

mi eine den Motor 11 tragende Zwischenplattform 20a.

Die Fig.3 bis 6 stellen ein weiter aasgearbeitetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Maschine dar, die über eine dritte geradlinig fortschreitende Bewegung in Richtung der Zwischenachse (Mittenab-

4-, stand) zwischen Werkstück- und Werkzeugachse verfügt Die Maschine ist wie folgt aufgebaut: auf einem Maschinensupport oder -gestell 50 ist eine Führungsplatte 51, z. B. in einer horizontalen Ebene, angeordnet. Das Gestell 50 weist vier an seinen Ecken angeordnete

■in vertikale Säulen 52,53,54 und 55 auf. Die Führungsplatte 51 ist derart angeordnet, daß sie an einem ihrer Snden um eine zwischen den Säulen 54 und 55 und senkrecht zu diesen angeordnete, horizontale Achse 56 dreh/ schwenkbar ist An ihrem gegenüberliegenden Ende wird die Führungsplatte 51 von einer Achse 57 getragen, die formschlüssig mit den hohlen Rohrteilen 58 und 59 (F i g. 5) verbunden ist, welche entlang den Säulen 52 bzw. 53 gleiten können; die Verbindung zwischen der Platte 51 und der Achse 56 wird hierbei durch ein Gleitgelenk 56a und einen Anschlag 566 gebildet Die Führungsplatte 51 ist um ihre Achse 56 dreh/schwenkbar mittels einer Einrichtung, die aus einer Nocke 61 mit der Achse 62, einem diese umschließenden Lager 60 und einem das Ganze tragenden Gestell 63 besteht Diese Einrichtung wird von einem Motor 64 angetrieben, der somit eine Bewegung der Führungsplatte 51 in im wesentlichen senkrechter Richtung entlang einer Achse Zeines rechtwinkligen Koordinatensystems ermöglicht

Die Führungsplatte 51 trägt eine aus zwei übereinander angeordneten, in ihrer Bewegung entlang den beiden anderen Koordinatenachsen X und Y des rechtwinkligen Koordinatensystems geführten, parallelen Tischen 65 und 67 bestehende Einheit; die Tische sind jeweils in rechtwinkligen, einen integrierenden Bestandteil der jeweils unmittelbar darunterliegenden Platte 51 bzw. 65 bildenden Führungsbahnen 66 und 68 geführt (F i g. 4). In diesem Ausführungsbeispiel können die Führungsbahnen 66 und 68 die Bewegungen der mittels der Motoren 11 und 12 oder entsprechender anderer Motoren angetriebenen Tische 65 und 67 führen. Schließlich trägt der Tisch 67 einen zentralen Trageteil 74, der zur Aufnahme der zu bearbeitenden Zahnräder vorgesehen ist. Das Maschinenhauptgestell weist ein Dach 70 auf, welches einen Drehtisch 71 trägt, der seinerseits das Werkzeug 72 aufnimmt. Dieser Drehtisch 71 ist mit einer peripheren Skala 73 versehen, die gegenüber einer am Maschinendach 70 angebrachten Markierung drehbar ist, so daß man den Winkel zwischen der Werkzeugachse 72 und der Zahnradachse 69 auf den gewünschten Wert einstellen kann.

Der das Werkzeug aufnehmende Drehtisch 71 ist mit einem nicht dargestellten Schnittkraft- oder Schwingungsmeßfühler ausgestattet, so daß die vom Werkzeug auf das Werkstück ausgeübte (Schnitt-)Kraft zu jedem Zeitpunkt meßbar ist; einerseits kann dabei die Kontaktnahme des Werkzeugs mit dem Werkstück bestimmt werden, und andererseits ist eine gleichmäßige Werkstoffabnahme am Werkstück (Übermaß) trotz der beim Schneiden unvermeidlichen Schwankungen des Fertigungsmaßes gewährleistet

Zwar ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Führungsplatte 51 um eine horizontale Achse dreh/ schwenkbar, man könnte aber diese Bewegung leicht durch eine zu den vertikalen Säulen 52 bis 55 des Maschinengestells parallele, echte Translationsbewegung ersetzen.

Alle am Funktionieren der Maschine beteiligten Motoren sind durch elektrische Leitungen mit einer Steuereinheit verbunden, welche ihre Befehle an jeden der Motoren übermittelt, z. B. in Form von Impulsfolgen, deren variable Parameter die Anzahl der Einzelimpulse innerhalb einer Impulsfolge sowie die Frequenz dieser Impulse sind. Dadurch lassen sich alle Bewegungen synchronisieren.

Die Darstellung der F i g. 7 weist vier Motoren auf, aber es versteht sich, daß diese Anzahl von Motoren beliebig erhöht werden kann.

Gemäß Fig.? umfaßt die elektronische Schaltanordnung der Steuereinheit 28 einen Sollgröße-Generator 100, der z, B. von einem Magnetbandleser seine Befehle empfängt Dieser Sollgröße-Generator 100 ist Ober vier Ausgangsleitungen 25, 26, 27 und 139 an die vier Regelkreise der Motoren 11, 12, 13 und 64 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels angeschlossen, wobei der Motor 13 die Rotation des Werkzeugs bewirkt Die vier Regelkreise der vier Motoren sind identisch. Jeder umfaßt einen Rückkoppelungskreis mit einer Vergleichsschaltung (112, 126, 130, 140), einem Verstärker-Geschwindigkeitsregler (113,127,131,141), dem betreffenden, dem entsprechenden Regelkreis zugeordneten Motor (11, 12, 13, 64), und dem zum betreffenden Motor gehörigen Meßelement (115, 129, 133,143X dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang der entsprechenden Vergleichsschaltung verbunden ist, wodurch diese ein angemessenes Fehlersignal erzeugen kann.

Falls die Maschine mit einem Schnittkraft-Meßfühler ausgestattet ist, ist eine zusätzliche Leitung vorgesehen, die diesen einerseits mit dem Sollgrößen-Generator 100 und andererseits mit einem zusätzlichen Eingang der Vergleichsschaltung 140 verbindet, welche dem Regelkreis zur Regelung der Bewegung des beweglichen Maschinenteils längs der Achse Z zugeordnet ist (F ig. 4).

Die Schab- oder Profilrollarbeit mittels eines kreisförmigen Werkzeugs erfolgt erfindiingsgemäß durch eine Maschine mit den folgenden besonderen technischen Merkmalen:

In jeder erfindungsgemäßen Maschine sind folgende Relativbewegungen durch die elektronische Steuereinheit synchronisiert:

a) Bewegung I: Rotationsbewegung Werkzeug-

Werkstück. Hip in Richtung ijnH Geschwindigkeit kontinuierlich regelbar ist;

b) Bewegung 2: geradlinig oder gekrümmt fortschrei

tende Bewegung, die in Richtung und Geschwindigkeit kontinuierlich regelbar ist;

c) Bewegung 3: geradlinig oder gekrümmt fortschrei

tende Bewegung, die sich von Bewegung 2 unterscheidet und in Richtung und Geschwindigkeit kontinuierlich regelbar ist;

d) Bewegung 4: geradlinig oder gekrümmt fortschrei

tende Bewegung, deren Richtung nicht koplanar mit den Bewegungsrichtungen 2 und 3 ist, und die in Richtung und Geschwindigkeit kontinuierlich regelbar ist

Die sich aus den obigen Bewegungen ergebenden Relativbewegungen des Werkzeugs und des Werkstücks können also nach einem beliebigen Raumbewegungsgesetz vonstatten gehen.

Die erfindungsgemäße Maschine weist folgende Vorteile auf:

1 — Alle bisher üblichen Schab- oder Profilrollarbeiten

sind auf ein und derselben Maschine ausführbar.

2 — Man kann bei der Bearbeitung ein und desselben

Werkstücks von einem Bearbeitungsverfahren kontinuierlich in ein anderes übergehen; so kann man z. B. von einer Bearbeitung im Diagonalverfahren ins »Underpass«-Verfahren im Verlauf desselben Arbeitsganges übergehen.

3 — Man kann Schab- oder ProFüroUarbeiten mit völlig

neuer Kinematik durchführen: die möglichen Zusammenstellungen sind unbegrenzt, da man eine beliebige Relativbewegung Werkzeug—Werkstück erzielen kann. Während bei den herkömmlichen Techniken die Wahl des Schnittverhaltens auf Grund der Werkzeugkonstruktion begrenzt ist, kann das Schnittverhalten nun ebenfalls beliebig gewählt werden, so daß man von Differential-Schaben bzw. -Profilrollen sprechen kann, da die nachfolgend aufgeführten Parameter dank der besonderen Kinematik der Maschine kontinuierlich und zur selben Zeit veränderbar sind:

— SchTiittgeschÄ-indigkeit und -richtung;

— Vorschubgröße (Vorwärtsbewegung der Schneidnuten des Werkzeugs auf dem Werkstück und Richtung dieser Bewegung),

— /f rspanungsdicke (Variierung des Mittenabstands Werkstück - Werkzeug), 7 —

— Art der Zerspanung (gegenläufig oder gleichläufig)

(Vorschubgröße + Zerspanungsdicke = Span- ^r, form).

— Die Schab- oder Profilrollarbeit kann optimiert werden, da das Schnittverhalten (das Bearbeitungsverfahren) nach Belieben variierbar ist, 8 — wodurch man die beste Kompromißlösung zwi- ι ο sehen folgenden Größen finden kann:

— Standzeit des Werkzeugs,

— Qualität des Werkstücks, wie Oberflächenbeschaffenheit und Profilformänderungen (Bearbeitungseffekte), r,

— Bearbeitungszeit.

— Die Optimierung der Schab- oder Profilrollarbeit geht leicht und schnell vonstatten, da es nicht mehr nötig ist, das Werkzeug auszutauschen, wenn man das Schnittverhalten ändern will: es genügt, eine _>n neue Relativbewegung Werkzeug-Werkstück zu wählen. 9 —

— Hieraus ergibt sich eine vielseitige Verwendbarkeit der am Produktionsgang beteiligten Werkzeuge, da ein Wechsel in der Art der Bearbeitung oder _>-, des Werkstücks nicht mehr einen Werkzeug- oder Maschinenwechsel erforderlich macht. Dadurch wird eine Normierung der Werkzeuge erleichtert. Man kann Werkzeuge mit nicht versetzten Schneidnuten verwenden, die von der Konzeption her sehr einfach sind und in der Herstellung sehr wirtschaftlich, da das Schnitt- oder Zerspanungsverhalten durch das Verhältnis ' Relativbewe gung Werkzeug - Werkstück gi _. cn ist, welches beliebig wählbar ist.

Da das Verhältnis der Relativbewegung Werkzeug—Werkstück vollkommen kontrollierbar ist, kann man das gesamte Aufmaß für die Schab- oder Profilrollarbeit, trotz der Schwankungen im Fertigungsmaß des Rohlings, fein abstimmen, was die Standzeit des Werkzeugs verlängert. Diese Feinabstimmung erhält man, indem man mit Hilfe des genannten Schnittkraft-Meßfühlers zu Beginn der Bearbeitung das Werkstück abtastet, oder den Werkstück-Rohling abmißt und nach dieser Abmessung das Verhältnis der Relativbewegung Werkzeug-Werkstück für die Fertigbearbeitung abstimmt.

Da das Verhältnis der Relativbewegung Werkzeug-Werkstück beliebig wählbar ist, kann man besondere Verzahnungs-Oberflächen vorprogrammieren, wie z. B. konische oder evolvente Verzahnungen.

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Claims

Patentanspruch:

Maschine zum Schaben oder Rollen der Zahnflanken von drehbar in ihr gelagerten Zahnrädern mit ϊ einem rotierenden zahnradarligen Werkzeug, mit einem Teil zur Aufnahme des Zahnrades und mit einem Antriebsmotor zur Erzeugung einer Rotationsbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück, wobei das Zahnrad relativ zum Werkzeug in to mindestens zwei Koordinatenrichtungen verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der Verschieberichtungen separate Antriebe vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Werkzeugs steuerbar sind. ι >