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Zahnradfräsmaschine zum Herstellen von Stirnzahnrädern Die Erfindung
bezieht sich auf eine Zahnradfräsmaschine zum Herstellen von Stirnrädern mit geraden
Zähnen oder mit Schrägverzahnung.
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Es ist bekannt, Werkzeugmaschinen, wie Fräsmaschinen oder Drehbänke,
mit einer Zusatzeinrichtung auszustatten, um sie zum Fräsen von Zahnrädern verwendbar
zu machen. Die Erfindung ist auf eine einfache und stabile Maschine gerichtet, die
zum Verrichten der zum Fräsen von Zahnrädern erforderlichen Wiederholungsarbeit
gut geeignet ist und bei Bedarf auch leicht und schnell umgestellt werden kann,
wenn dies für Zahnräder unterschiedlicher Größe oder Teilung erforderlich ist, oder
Stirnräder mit Schrägzähnen an Stelle von geraden Zähnen hergestellt werden sollen,
und umgekehrt.
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Die Zahnradfräsmaschine nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch,
daß in ähnlicher Weise wie bei Drehbänken und bei Fräsmaschinen anderer Art als
Werkstückträger eine im Maschinenrahmen angeordnete Horizontalwelle von verhältnismäßig
großem Durchmesser dient, die jedoch am Maschinenrahmen drehbar und verschiebbar
,gelagert ist, an dem einen aus dem Maschinenrahnfen hervorstehenden Ende das zu
fräsende Werkstück aufnimmt und hier mit einem Fräser zusammenarbeitet, der auf
einem am Maschinenrahmen senkrecht einstellbaren Schlitten gelagert ist, während
das
andere Ende dieser Welle über Zwischengetriebe von dem am Fräserschlitten angebrachten
Arbeitsmotor zugleich mit dem Fräser angetrieben wird und ein den Axialvorschub
der Welle vermittelndes Schraubengetriebe aufweist. Der Antrieb wird hierbei von
dem am Fräserschlitten angebrachten Motor durch eine im unteren Teil der Maschine
angeordnete Längswelle auf ein verlängertes Zahnritzel übertragen, dessen Zahnlänge
dem Axialvorschub der Hauptwelle derart angepaßt ist, daß ein auf der Hauptwelle
fest angebrachtes Gegenzahnrad, das nachstehend als Hauptzahnrad bezeichnet werden
soll, in allen Vorschubstellungen der Welle mit dem verlängerten Zahnritzel im Eingriff
bleibt. Das den Axialvorschub der Welle vermittelnde Schraubengetriebe soll aus
einer mit der Welle axial fest verbundenen Schraube und einer gegen axiale Bewegung
gesicherten, am Maschinenrahmen drehbar gelagerten Mutter bestehen, die über ein
Schneckengetriebe von einem zweiten Motor angetrieben werden kann, um die das Werkstück
tragende Welle aus ihrer vorgeschobenen Stellung wieder zurückzuziehen. Die Drehgeschwindigkeit
des Werkstückes kann dadurch geändert werden, daß man das auf der Vorschubwelle
sitzende Hauptzahnrad gegen ein Zahnrad von unterschiedlicher Größe austauscht.
Der Axialvorschub der das Werkstück tragenden Welle läßt sich dadurch verändern,
daß die mit der Welle axial verbundene Vorschubschraube gegen Schrauben von unterschiedlicher
Steigung ausgetauscht wird.
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Sollen Stirnräder mit schrägen Zähnen gefräst werden, so wird das
auf der Werkstückwelle sitzende Hauptzahnrad mit einer schraubenförmig verlaufenden
Zahnung versehen. -Die Welle erhält dann während ihres durch das Schraubengetriebe
vermittelten Längsvorschubes eine zusätzliche Drehbewegung, deren Größe von der
Steigung der schraubenförmigen Verzahnung des Hauptzahnrades und des damit im Eingriff
befindlichen Zahnritzels abhängt. Die Erfindung schafft eine Fräsmaschine für Stirnzahnräder
mit geraden oder schrägen Zähnen, die eine besonders einfache Bauart aufweist, nur
wenig Getriebeteile benötigt und zur Erzeugung von Stirnzahnrädern unterschiedlicher
Größe und Teilung leicht umstellbar ist. Sie hat den Vorteil, daß für die Relativbewegungen
zwischen dem Fräser und dem Werkstück in Richtung der Werkstückachse kein hin- und
hergehender Schlitten benötigt wird. Diese Relativbewegungen werden vielmehr durch
die Werkstückwelle übertragen, die zylindrisch ausgebildet sein kann und sich an
entsprechenden Lagern auf einfache Weise abstützen und genau führen läßt.
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Die Zeichnung zeigt in schematischen Darstellungen ein Ausführungsbeispiel
der Fräsmaschine nach der Erfindung, und zwar zeigt Fig. r Reinen senkrechten Längsschnitt
durch die Maschine, Fig.2 einen Grundriß des Fräserschlittens und Fig. 3 das Getriebe
für den Fräserantrieb. An dem Rahmen ca der Maschine ist eine als Werkstückträger
dienende Welle b in geeigneten Lagern drehbar und in Längsrichtung verschiebbar
gelagert. Die Welle b ist vergleichsweise stark bemessen und kann bei einer Maschine
zum Fräsen der Zähne von Zahnrädern im Durchmesser von etwa 12 bis 25 cm einen Eigendurchmesser
von etwa 25 cm aufweisen. Die Welle kann zur Verringerung ihres Gewichtes rohrförmig
ausgebildet sein.
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Auf der Welle b ist das Werkstück c angebracht, und zwar befindet
es sich möglichst dicht an der zugeordneten Stirnwand des Maschinenrahmens a. An
dieser Stirnwand des Rahmens ist gemäß Fig. 2 ein Werkzeugschlitten d in senkrechter
Richtung verschiebbar gelagert, der den Fräser e, einen Antriebsmotor f und Getriebe
g, g und g', g' trägt, die den Antrieb auf eine senkrechte Welle h übertragen. Die
senkrechte Welle h ist durch Kegelräder i, i mit einer waagerechten Welle
j in Antriebsverbindung. Auf der gegenüberliegenden Seite der Maschine treibt
die Welle j über Kegelräder k, k eine senkrechte Welle m an, die ihrerseits
über Kegelräder n, n mit einer kurzen waagerechten Welle p zusammenwirkt,
die an einem nicht dargestellten Halter gelagert ist, der auf geeigneten Führungen
des Maschinenrahmens a in senkrechter Richtung verstellt werden kann. Die kurze
waagerechte Welle p trägt ein verlängertes Zahnritzel r,
das mit einem
Hauptzahnrad s am Ende der Welle b im Eingriff steht.
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Am äußeren Ende der Welle b ist in der Nähe des Hauptzahnrades s eine
Vorschubschraube t angeordnet, die mit einer am Maschinenrahmen gegen axiale Verschiebung
gesicherten Mutter u im Eingriff ist. Die Mutter u ist mit einem Schneckenrad v
fest verbunden, das von einem geeigneten Elektromotor y mittels einer Schnecke w
in Drehung versetzt werden kann. Der Motor y ist in Abhängigkeit von dem Antriebsmotor
f so gesteuert, daß beide Motoren nicht gleichzeitig betrieben werden können. Ist
der Antriebsmotor feingeschaltet, so treibt er den Fräser e und überdies das verlängerte
Zahnritzel r an, das mit dem Hauptzahnrad s im Eingriff steht. Bei geeigneter Bemessung
des Durchmessers des Hauptzahnrades wird das Werkstück c mit der erforderlichen
Geschwindigkeit in Umlauf versetzt und gleichzeitig entsprechend der Steigung der
Vorschubschraube t in Längsrichtung vorge-. schoben. Sind die Zähne in das Werkstück
eingefräst, so wird der Antriebsmotor f durch geeignete Mittel selbsttätig stillgesetzt
und der Rückzugsmotor y eingeschaltet. Dieser Motor versetzt dann die Mutter zz
in Umlauf in solchem Sinne, daß die Schraube t nach hinten in die Mutter eingedreht
wird, wobei das Werkstück c in seine Ausgangslage kommt, in der es von der Welle
b leicht abgenommen und ausgewechselt werden kann.
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Ist die auf die Vorschubschraube t einwirkende Mutter u in der bevorzugten
Weise gegen axiale Verschiebung während der Fräsarbeit gesichert, so wird für jede
Änderung der Vorschub- und Rückzugsgeschwindigkeit
des Werkstückes
ein besonderes Schraubengetriebe u, t benötigt. Dabei stimmt die Steigung des Schraubengetriebes
mit dem axialen Vorschub des Werkstückes überein. Durch Einschaltung eines Geschwindigkeitswechselgetriebes
könnte die Mutter u während des Fräsvorganges in Drehung versetzt werden, wobei
dann. zugleich eine entsprechende Axialbewegung der Welle b eingeleitet wird. Auf
diese Weise könnte man unterschiedliche Vorsehubgeschwindigkeiten mit einem gleichbleibenden
Schraubengewinde erzielen. Mit Rücksicht auf die hiermit verbundenen Umstände ist
jedoch eine Auswechselung des Schraubengetriebes vorzuziehen, wenn eine Änderung
der Vorschubgeschwindigkeiten verlangt wird.