DE2162259C3 - Maschine zum Läppen eines aus Tellerrad und Ritzel bestehenden Kegel- oder Hypoidzahnradpaares - Google Patents

Description

gung durch die Frecuenz der Stromstöße unddie ,₅ Gegenstand einer Jj^ ^^/^

jeweilige Bewegungsrichtungdurch das Vorze·- r, ⁵ und^biwegung der Spindeln ohne Zuhilfe-

chen der Stromstoße vorwahlbar and. Srne der bishei üblichen bewegbaren Nocken oder

Kurvenstücke bewirkt wird, und zwar Pisttels eines

₃₀ stufenlos regelbaren elektrohydraulischen Antriebes.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert,

Die Erfindung betruft eine Läppmaschine für ein die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In dieaus Tellerrad und Ritzel bestehendes Kegel- oder sen zeigt . p_rr,_n,i„„„ „_erL···
Hypoidzahnradpaar, das im gegenseitigen Zahnein- 35 Fig. 1 ein Schaubild e.ner die Erfindung verkorgriff antreibbar ist, und bei der die die zu läppenden pernden Läppmasch.ne aus dem sich de relative Zahnräder tragenden Spindeln durch ein Stellwerk in Lage der beiden Spindeln fur das Tel errad und das verschiedene mittlere Ausgangsstellungen mittels in Ritzel, ferner der Mas iiinenkopf mit den Einnchrechtwinklig zueinander liegenden Koordinatenrich- tungen zu seiner Verstellung in den drei Koordmatentungen wirkenden Antrieben verstellbar sind, aus ₄o achsen und das Steuergerat fur den selbsttätigen Bewelchen mittleren Ausgangsstellungen die Zahnrad- trieb der Läppmaschine ersehen lassen,
spindeln durch einen Schwinaantrieb hin und her an- Fig. 2 eine Seitenansicht dieses Maschinentreibbar sind. " kopfes mit den fcinricntungen zu seiner aur-Bei einer bekannten Läppmaschine dieser Art und Abverstellung, mit dem Querschlitten und mit (US-PS 2 691 250) besteht dieses Stellwerk aus drei 45 den drei je einen Schrittmotor enthaltenden Linearhydraulischen Kolben. Je nachdem, ob diese KoI- antrieben,

ben die eine oder die andere Lage einnehmen, ge- F ig. 3 einen lotrechten Längsschnitt durch einen

langt die mittlere Ausgangsstellung der Zahniadspin- der Linearantriebe, im wesentlichen längs der Ebene

dein in eine für das Läppen der Triebflanken geeig- 3-3 der F i g. 2,

nete Lage oder in eine andere für das Läppen der 50 F i g. 4 einen lotrechten Querschnitt durch einen

Schubflanken der Zähne geeignete Lage. Die relative der Linearantriebe längs der Ebene 4-4 der F1 g. 3

Hin- und Herbewegung der durch dieses Stellwerk zur Veranschaulichung der »Nullsperree-Klinken.

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Schwingantrieb in Gestalt von hin- und herbewegli- F i g. 5 eine:. lotrechten Querschnitt durch uen chen Schubkurven. 55 Maschinenkcof im wesentlichen in der Ebene 5-5 der Für jede Zahnflanke ist dabei also nur eine einzige F i g. 2 und t zur Veranschaulichung des SchwingmittJere Ausgangslage der SpinJeln einstellbar. Es ist rahmens, des ihn tragenden Lagerbocks, der Linearaber mitunter erwünscht, dieselbe Zahnflanke von antriebe, der Tellerradspindel und des Gehäuses,
mindestens zwei verschiedenen mittleren Ausgangs- Fig.6 den waagerechten Schnitt im wesentlichen Stellungen aus zu läppen. Das Stellwerk der bekann- 60 nach der Hbene 6-6 der F i g. 5.
ten Läppmaschine in Gestalt der drei Kolben eignet Fig. 1 zeigt die Zahnrad-Läppmaschine 10 und sich aber nicht dazu, zwei Ausgangsstellungen der ein elektronisches Steuergerät 12, das mit der Läpp-Spindeln für das Läppen der Zugflanken und zwei maschine elektrisch verbunden ist und von Teilen andere Ausgangsstellungen der Spindeln für das Läp- dieser Läppmaschine Signale empfängt und der pen der Schubflanken vorzuwählen und selbsttätig 65 Läppmaschine Kommandosignale übermittelt,
durchzuführen. Eine Durchführung von Hand wäre Das Maschinengestell 14 der Läppmaschine 10 theoretisch möglich aber ist praktisch wegen des bildet vorn eine Läppkammer 16 zur Aufnahme der Zeitaufwandes nicht durchführbar. zu läppenden Zahnräder. In diese ragt von unten her

eine lotrechte Spindel 18 hinein, die zur Aufnahme des Ritzels bestimmt ist. Ferner ragt in die Kammer das vordere Ende einer waagerechten Spindel 20. die das Tellerrad aufnimmt. Die Läppkammer 16 i>-t in einer solchen Höbe angeordnet, daß man sie bequem bedienen kann. Unterhalb der Läppkammer ist vorn an der Maschine ein Gehäuse 22 angebaut, das e^:nen Wirbelstromantrieb mit einem mit konstanter Drehzahl laufenden Motor 24 enthält, der durch eine elektromagnetische Kupplung mit einer Abtriebswelle gekuppelt ist. Dieser Motor 24 treibt die Ritzelspindel 18 über eine-i Riementrieb 26 mit Drehzahlen, die durch ein an sid* ' ekanntes Stromsteuergerät auF-ew'-lhlt wurden ko-men. Dieses Gerät ist nicht abgebildet. Fs an*¹ π -:z Feldstärke der elektromagnetischer Kupplung \_uf der rechten Seite der Maschine ist vom ι' Gehäuse 28 angebaut, das zur Aufnahme eirt">r Uotkentrommel 30 bestimmt ist. Diese Tromnis. ^:-esteht aus aufeinandergestapelten Schubkurvenscheiben, die auf einer gemeinsamen Welle aufgekeilt sind und dazu dienen, bestimmte Folgen von Arbeitsgängen der Maschine in bekannter Art zeitabhängig zu steuern.

Die Teilerradspindel 20 erfährt ihren Antrieb durch einen Hydromotor 32 über einen Riementrieb as 34. Bei den gewöhnlichen Läppvorgängen, bei denen das zu läppende Tellerradpaar auf den Spindeln aufgespannt ist, ist die Läppkammer durch eine Schiebetür 36 verschlossen, während die Zahnräder miteinander kämmen. Dabei treibt der Wirbelslrommotor 24 das Ritzel über den Riementrieb 26 und die Spindel 18, während das Ritzel seinerseits das Tellerrad antreibt. Der Hydromotor 32 wirkt dabei als Bremse, dir mittels eines Riemens 34 die Tellerradspindel 20 BiL einem Bremsmoment belastet, dessen Größe durch eine Drosselung der Förderleitung des als Pumpe wirkenden Hydromotors ver=*p"^u'r ist.

Hinter der Läppkammer hat das Maschinengestell 14 auf seiner Oberfläche 38 querverlaufende waagerechte Gleitbahnen 40 zur Aufnahme eines waage recht verschiebbaren Querschlittens 42 mit abwärtsragenden Füßen 44, die in entsprechend gestalteten mien 46 der Gleitbahnen 40 gleitend geführt sinu. Man kann daher den Querschlitten 42 auf dem Maschinengestell 14 nur seitlich verschieben.

Auf seiner Oberfläche hat der Querschlitten 42 Nuten 48, die sich quer zu den Nuten 46, also parallel zur Tellerradspindel 20, erstrecken und Gleitbahnen fur den Maschinenkopf 50 bilden. Dieser ist durch hydraulisch fi-stziehbare Bolzen 52 in den Nuten 48 geführt und kann daher durch Festzirhei. dieser Bolzen auf dem Querschlitten 42 in beliebigem Abstande on der Ritzeispindel 18 festgeklemmt weiden. Sind die Klemmbolzen 52 gelöst, dann kann man den Maschinenkopf 50 in der Längsrichtung parallel zur Tellerradspiiidel 20 auf dem Maschinengestell 14 ..id dem Querschlitten 42 verschieben. Diese Verschiebung kann durch einen aus Kolben und Zylinder bestehenden hydraulischen Antrieb 51 herbeigeführt werden, der zwischen dem Querschiitten 42 und dem Kopf 50 angeordnet ist. Auf diese Weise kann man das Tellerrad vom Ritzel zurückziehen oder es vorschieben.

Das Gehäuse 53 des Maschinenkopfes 50 ist innen mit einer vorderen und einer hinteren aufrechten Schiene 54 ausgerüstet. Auf diesen Schienen läuft auf- und abverschiebbar ein Schlitten 56, der durch Klemmen 58 Jm Gehäuse 53 festgeklemmt werden kann. Da die Tellerradspinde] in dem Maschinenkcpf 50 angeordnet ist, kann man dui'ch seitliche Verschiebung des Querschlittens 42 die Läppmaschine auf den Achsabstand der zu läppenden Hyperboloid-Zahnräder einstellen und daher Zahnradpaare läppen, die sich durch die Größe dieses Achsabstandes unterscheiden. Die Umstellung der Läppmaschine auf einen anderen Achsabstand erfolgt erfahrungsgemäß immer erst nach längerer Betriebszeit. Aus diesem Grunde genügt es, von Hand bedienbare Klemmen zum Festklemmen des Querschlittens 42 auf den Gleitbahnen 40 des Maschinenteils vorzusehen.

Zum Aufspannen und Abnehmen der beiden Zahnräder läßt man den Maschinenkopf 50 auf dem Querschlitten 42 zurücklaufen, also mit Bezug auf die F i g. 1 und 2 nach rechts.

Hat man das zu läppende Tellerrad auf die Spindel 20 aufgesteckt, dann läßt man den Maschinenkopf 50 in der Achse·" ichtURg dieser Spindel vorlaufen, bis die Tellerradzähie voll in Eingriff mit der Verzahnung des Ritzels treten, das auf der Spinde! 18 befestigt ist. Dann werden die Klemmen 52 hydraulisch festgezogen, um dadurch den Maschinenkopf am Querschiiuan 42 festzuklemmen. Damit man verschieden große Teüerräder unterbringen kann, ist der senkrecht verstellbare Schlitten 56 vorgesehen. Seine Verstellung am Gehäuse 53 des Maschinenkopfes erfolgt durch Drehen eines mit einer Nonius-Teilung versehenen Knopfes 60, der auf einer im Gehäuse 53 gelagerten lotrechten Schraubspindel 62 befestigt ist, deren Mutter 64 innen auf dem Schlitten 56 sitzt. Nach jeweiliger Einstellung des Schlittens 56 wird dieser durch die Klemmen 58 in seiner Einstell-Lage festgeklemmt. Beim vorlegenden Ausführungsbeispiel sind die drei mit Schrittmotoren ausgerüsteten Linearantriebe 66 auf dem auf- und abverstellbaren Schlitten 56 angebracht, um die drei Läppverschiebungen E, P und G zu bewirken. Wie F i g. 2 zeigt, befindet sich der E-Antrieb 66 oben links, der f-Antrieb darunter und der C-Antr ob unten rechts neben den. Antrieb P.

Der umsteuerbare Schrittmotor 68 eines jeden der drei Antriebe 66 sitzt außen aut einem Gehäuse 70, das den eigentlichen Linearantrieb 72 aufnimmt, und wrd durch Stromstöße betrieben, die das elektronische Steuergerät 12 liefert. Dabei wird die Laufstrecke des Motors durch die Zahl der Stromstöße, die Laufrichtung durch das Vorzeichen der Stromstöße und die Laufgeschwindigkeit durch die Frequenz dieser Stromstöße bestimmt. Man kann daher von dem Steuergerät 17. aus Laufstrecke, Laufge- «U'hu/inHnjtpit Iinr! Ϊ illlFri^htiinft *>i»ie»c loAan ifLiAirpn

Antriebes unabhängig von den anderen Antrieben bestimmen. Das Gehäuse 70. F i g. 3, enthält ferner en -■ drehbar in ihm gelagerte Schnecke 74, die nut der Welle des Schrittmotors 68 gekuppelt ist und mit einem Schneckenrad 76 kämmt. Dieses ist auf einer im Gehäuse 70 durch Spurlager 80 unverschiebbar gelagerten Hohlwelle 78 befestigt, die zur Aufnahme einer an ihr befestigten Mutter 82 dient. Durch diese Mutter und die Hohlwelle geht eine Schraubspindel 84 hindurch, deren Gewinde mit dem Innengewinde der Mutter 82 durch Kugeln 86 in bekannter Weise verbunden sind. Das rechte Ende dieser Schraubspindel 84 hat bei 88 einen unrunden Querschnitt und ist gleitend in der entsprechend profilierten Sackbohrung eines Körpers 90 geführt, der in einem Deckel

91 des Gehäuses 70 befestigt ist und dem Zweck dient, die Schraubspindel 84 gegen Drehung zu sichern, aber in Achsenrichtung gleitend zu führen. Versetzt der Schrittmotor mittels der Schnecke 74 die Hohlwelle 78 mit der Mutter 82 in Drehung, dann wird dadurch die Schraubspindel 84 in Achsenrichtung verschoben. Dank der hohen Getriebeuntersetzung kann die lineare Verschiebung eine Sehr kleine Wegstrecke haben, 7 B. ' ,25 mm.

Aus F i g. 5 ist ersichtlich, wie der ^-Schrittmotor 68 die Tellerradspindel 20 in waagerechter Querrichtung verschiebt und wie der P-Schrittmotor 68 die Tellerradspindel in Querrichtung auf- und abverschiebt, während F i g. f> zeigt, wie der G-Schritlmotor 68 mittels seiner Schraubspindel 84 die Längsverschiebung der Tellerradspindel herbeiführt.

Die Tellerradspindel 20 ist in einem Schwingrahmen 112 gelagert, der starr auf einer Pendelachse 122 befestigt ist, die sich unterhalb der Spindel 20 befindet und ihrerseits in einem Lagerbock 120 gegen axiale Verschiebung gesichert drenbar gelagert ist. Die Achsen der Tellerradspindel 20 und der Pendelachse 120 verlaufen daher beide waagerecht parallel zueinander in derselben lotrechten Ebene. Der Schwingrahmen 112 hat über den Lagern der Spindel 20 einen Ansatz 114, der durch einen Stößel 116 und eine daran angreifende Zugfeder in einem Gehäuse 118 mit dem oberen Ende des Lagerbocks 120 verbunden ist. Die Feder sucht daher den Schwingrahmen 112 mit Bezug auf Fig.5 im Uhrzeigersinn um die Pendelachse 22 zu schwenken.

Zu jedem der drei linearen Antriebe 66 gehört ein Stößel 124, der durch die Schraubspindel 84 verschiebbar ist und auf seiner inneren Stirnfläche eine Lagerpfanne bildet. Den Stößeln 124 des P- und des E-Antriebes 66 steht ein Lagerkörper 128 gegenüber, der ebenfalls eine Lagerpfanne bildet und auf einer lotrechten Platte 126 frei verschiebbar ist, deren obere am Schwingrahmen 112 und derer untere am Lagerbock 120 befestigt ist. Die beiden einander gegenüberstehenden Lagerpfannen des Stößels 124 und des Lagerkörpers 128 nehmen eine Lagerkugel 130 auf, die ein Gelenk bildet.

Die Feder 118, die den Schwingrahmen 112 im Uhrzeigersinn um die Pendelachse 122 zu verschwenken sucht, drückt diesen Schwingrahmen, die Platte 126. den Lagerkörper 128, die Gelenkkugel 130, den Stößel 124 und die Schraubspindel 84 spielraumfrei aufeinander. Infolgedessen führt eine axiale Verschiebung der Schraubspindel 84 des linearen ζ-Antriebs dazu, daß der Schwingrahmen 112 eine entsprechende Pendelbewegung um die Pendelachse 122 aufführt. Wegen des verhältnismäßig großen Abstandes zwischen der Pendelachse 122 und der Spindel 120 bewegt sich dabei deren Achse praktisch linear in der Richtung der Pfeile E-E der F i g. 5, also lotrecht zu den senkrechten Ebenen, welche die Achsen der beiden Spindeln 20 und 28 aufnehmen. Der Lagerbock 120 ist an dem aufwärts und abwärts verstellbaren Schlitten 56 um eine waagerechte Achse & hwenkbar gelagert und zu diesem Zweck auf einer Welle 132 befestigt, die mit ihren Enden in Lageransäfzen 134 des Schlittens 56 längEvcschiebbar gelagert ist. Unter seinem Gewicht sucht der Lagerbock 120 mit Bezug auf Fig. 5 im Uhrzeigersinn zu schwingen und drückt daher die Platte 126, den I jct-rktirper 128, die Kugel 130. den Stößel 124 und die Schraubenspindel 84 des P-Antriebes 66 spielraumfrei zusammen. Zur leiiweisen Entlastung des linearen P-Antriebes von der durch das Gewicht des Lagerbocks 120 ausgeübten Kraft sind Druckfedern 138 vorgesehen, die sich am Schlitten 56 einerseits

S und an einem Ouerhaupt 136 des Stößels 124 andererseits abstützen.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die gegenseitigen Lagen der Pendelachse 122, der Welle 132 und der Stöße! 124 des E-Änlriebes und des

ίο P-Antriebes sowie die gegenseitigen Lagen der Lagerkugeln 130 so gewähl', daß die Wegstrecke des £-Antriebes und des P-Antriebes im Verhältnis I : 1 auf die Achse der Tellerradspindel 20 übertragen werden. Damit die Achse der Welle 132 mit dem Mittelpunkt der oberen Gelenkkugel 130 zusammenfallen kann, hat diese Welle 132 einen Längsschlitz, in den der Stößel 124 und der Lagerk3r,;er 128 hineinreichen.

Die Lagerkugel 130 des in F ι g. 6 gezeigten G-An-

triebes 66 legt sich an einen Arm 140, der um einen lotrechten Zapfen 142 schwingend am Schlitten 56 gelagert ist und an seinem Ende eine Lagerpfanne bildet, die eine Gelenkkugel 144 aufnimmt und einem Lagerkörper 148 gegenübersteht, der die an-

cVre Pfanne bildet und auf einer PIaH · 150 versenkbar geführt ist, die sich an eine zum Pendelzapfen 122 lotrechte Anschlagfläche des Lagerbocks 120 anlegt. Wird der Arm 140 durch den linearen G-Antrieb 66 verschwenkt, dann verschiebt er den Lagerbock 120 und die in diesem unverschiebbar gelagerte Pendelachse 122 in deren Längsrichtung. Damit nimmt der Pendelzapfen 122 den Schwingrahmen 112 mit und somit auch die Tellerradspindel 20. Diese wird daher durch den G-Antrieb 66 in ihrer Längsrichtung verschoben. Bewegungen des Lagerbocks 120 in der E- und in der P-Richtung werden dabei nicht verhindert, weil sich dabei die Platte 150 auf der Anlagefläche des Lagerbocks 120 frei verschieben kann. Eine Druckfeder, die in einem außen am Gehäuse 53 angebrachten Gehäuse 146 uni.rrebracht ist. drückt mittels eines Stößels auf den I igerbock 120 in einer zur Pendelachse 122 parallelen Richtung und hält dadurch den Kraftschluß zwischen den Elementen 120, 150, 148, 144, 140, 130. 124 und 84 des G-Antriebes aufrecht. Der Hebelarm 140 ist so bemessen, daß die von dem G-Antrieb bewirkte Verschiebung des Stößels 12^ im Verhältnis 1 : 1 auf die Telle-radspindel 20 übertragen wird. Nunmehr sei erläutert, wie die Maschine betrieben wird: Nachdem Ritzel und Tellerrad auf ihren Spindeln 18, 20 befestigt sind, bewirkt die Steuertrommel 30, daß der Kopf 50 auf den Gleitbahnen 48 vorrückt, d.h. mit Bezug auf Fig. 1 nach links, so daß er das Tellerrad mit dem Ritzel in Eingriff bringt.

Sind Ritzel und Tellerrad in diesem Zeitpunkt richtig ausgerichtet, dann beläßt man die Ritzelspindel im Ruhezustand. Anderenfalls läßt man die Ritzelspindel 18 zum selbsttätigen Herbeiführen des Verzahnungseingriffes mit einer niedrigen Geschwindigkeit

von beispielsweise 10 bis 20 Umdrehungen je Minute umlaufen. Sobald die Zähne in Eingriff gelangen, wird der Antrieb der Ritzelspindel abgeschaltet. Der Kopf 50 wird dann weiter so weit vorgerückt, bis die Verzahnungen snielraumfrei in Eingriff gelangen,

was durch einen nicht mehr dargestellten Druckluftschalter abgefühlt wird. Dann wird der Maschinenkopf 50 am Querschlitten 42 selbsttätig festgeklemmt.

Γ -i J

Die Steuertrommel 30 unterstellt dann die drei linearen Antriebe 66 dem Steuergerät 12, so daß dieses die Liippbcwegung steuern kann. Während jedes Läppvorganges wird die Tellerradspindcl 20 mit Hilfe einer Reihe von Bewegungen verschoben, die )azu bestimmt sind, die Mitte des Tragbildes an die richtige Stelle der Zahnflankcn zu bringen, damit von dieser Stelle aus die hin- und hergehenden Läppbewegungen erfolgen, durch weiche die Zahnflanke!!

die gewünschte Oberflächengüte erhalten und nach Einbau in das Getriebe richtig kämmen. Gesteuert wird die Verschiebung der Tellerradspindcl 20 durch die gleichzeitige Laufbewegung der linearen Antriebe E, P und C- Dabei werden Laufstrecke, Laufgeschwindigkeit und Laufrichtung durch die Anzahl, die Frequenz und das Vorzeichen der Stromstöße bestimmt, die den Schrittmotoren der linearen Antriebe "cliefert werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

21-2259 Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, die Läppmaschine so auszugestalten, daß sich die Patentansprüche: Einstellung der Zahnräder auf mehrere verschiedene , . Aiiwineslaeen des Läppens vorwählen und schnell

1. Läppmaschine für ein aus Tellerrad und _ Au^JgBg ff _hjerzu ^ _verwicke,

Ritzel bestehendes Kegel- oder Hyperbolo.dzahn- ο *™*™%tariMtä würde.

radpaar, das im gegenseitigen Zahneingriff an- *^κ£ζ* _Aufgabe ist nun erfindungsgemäß dadurch treibbar ist, und bei der die die zu taPP^g" JSf daß sowohl der Schwingantrieb wie die VerZahnräder tragenden Spindeln durch ein Ste.l- geiosi, ^ _{durch dn}_ _{ijnd dense},_{ben A|>} werk in verschiedene mittlere Ausgangsstellungen steiiung ^_orzu„_sweise besteht dieser Antrieb aus mittels in rechtwinklig zueinander hegenden io tneb«tolg■ J^. _{dje Wegstrecken durch} ^ Koordinatenrichtungen wirkenden Antrieben vcr- ^^cnri" _Stron;_stöße die Geschwindigkeit der Bewestellbar sind, aus welchen mittleren Ausgangsla- Zahl ™*™£' _{der Stromst}öße und die jegen die Zahnradspindeln durch einen Schwingen- ξ^££*£^ _{durch das Vorzeichen} ^ tneb hm und her antreibbar sind, daJurci ^wei"£\" bestimmt wird Das ergibt einen sehr eirgekennzeichnet, daß sowohl der Schwing- i₅ ^«f^™™¹™^^ und eine große antrieb wie die Verstellung durch em- und den- fachen Aufbau ^der ^ _{wfche dje} ^

selben Antrieb erfolgt. 7-hnräder mit geringstem Zeitaufwand in eine _£r,-

2. Läppmaschine nach Anspruch 1 dadurch J"""™," „^L. zum Läppen bringen und die gekennzeichnet, daß der sowohl dem Schwingen- dereAusgangslage zum ^P _Geschwindi ! trieb wie der Wahl «er Ausgangsstellung die- >o Sp nddn_£dann^ ^g _{Hub hjn} ^ ^ ^ nende Antrieb von Schrittmotoren gebildet wird, keit in jeuem _s<=w_U

wobei wie bei Antrieben durch Schrittmotoren ben kann Werkzeugmaschinen durch