(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 170629 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 299518 (22) Data zgłoszenia: 30.06.1993 (51) IntCl6: B23P 15/14 B23F 23/08 (54)Sposób wykonywania zębów w kołach zębatych oraz urządzenie do ustalania położenia segmentu obrabianego przedmiotu kołowego (43) Zgłoszenie ogłoszono: 09.01.1995 BUP 01/95 (73) Uprawniony z patentu: Dąbrowska Fabryka Obrabiarek "PONAR-DEFUM", Dąbrowa Górnicza, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.01.1997 WUP 01/97 (72) Twórcy wynalazku: Włodzimierz Pałasz, Dąbrowa Górnicza, PL Bernard Jaskuła, Sosnowiec, PL Andrzej Gurbała, Myszków, PL Antoni Kula, Dąbrowa Górnicza, PL PL 170629 B1 (5 7 ) 1 Sposób wykonywania zębów w kołach zębatych w którym obrabiane koło zębate dzieli się na segmenty następnie mocowane i unieruchamiane na urządzeniu do ustalania położenia obrabianego segmentu, znamienny tym, ze w segmencie kola zębatego (1) zamocowanym na urządzeniu do ustalania jego położenia, po wstępnym przygotowaniu obrabianej powierzchni wykonuje się wręby poczynając od brzegu segmentu kola zębatego (1), przy czym każdorazowo obraca się urządzenie do ustalania położenia segmentu kola zębatego (1) o kąt wynoszący a = n β gdzie n - numer kolejnego wykonywanego wrębu, a β - kąt stanowiący podziałkę koła zębatego, zaś wrzeciono narzędzia wykonującego wręby każdorazowo przemieszcza się wzdłuż osi X będącej osią styczną do obwodu segmentu koła zębatego (1) w miejscu wykonywania wrębu o odcinek Xn = A (1-cosα) + β sinα, wzdłuż osi Y będącej osią prostopadłą do osi X 1 przebiegającą w zdłuż szerokości wrębu o odcinek Y n = A sina - β(1-cosa) oraz wzdłuż osi Z będącej osią prostopadłą do osi X 1 Y 1 przebiegającą wzdłuż głębokości wrębu o odcinek Zn równy głębokości wrębu, przy czym A = (R - r) sinγ β = (R - r) cosγ gdzie α = kąt obrotu urządzenia do ustalania położenia segmentu kota zębatego ( 1), γ = połowa kąta w ierzchołkow ego segmentu koła zębatego (1), R = promień zewnętrzny segmentu koła zębatego (1), r = odległość od osi obrotu segmentu koła zębatego (1) do jego powierzchni zewnętrznej mierzona w miejscu wykonywania wręby Fig.1

Sposób wykonywania zębów w kołach zębatych oraz urządzenie do ustalania położenia segmentu obrabianego przedmiotu kołowego Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wykonywania zębów w kołach zębatych w którym obrabiane koło zębate dzieli się na segmenty następnie mocowane i unieruchamiane na urządzeniu do ustalania położenia obrabianego segmentu, znamienny tym, że w segmencie koła zębatego (1) zamocowanym na urządzeniu do ustalania jego położenia, po wstępnym przygotowaniu obrabianej powierzchni wykonuje się wręby poczynając od brzegu segmentu koła zębatego (1), przy czym każdorazowo obraca się urządzenie do ustalania położenia segmentu koła zębatego (1) o kąt wynoszący α = n β gdzie n - numer kolejnego wykonywanego wrębu, a β - kąt stanowiący podziałkę koła zębatego, zaś wrzeciono narzędzia wykonującego wręby każdorazowo przemieszcza się wzdłuż osi X będącej osią styczną do obwodu segmentu koła zębatego (1) w miejscu wykonywania wrębu o odcinek Xn = A(1-cosα) + β sinα, wzdłuż osi Y będącej osią prostopadłą do osi X i przebiegającą wzdłuż szerokości wrębu o odcinek Yn = A sinα - β(1-cosα) oraz wzdłuż osi Z będącej osią prostopadłą do osi X i Y i przebiegającą wzdłuż głębokości wrębu o odcinek Zn równy głębokości wrębu, przy czym: A = (R - r) sinγ β = (R - r) cosγ gdzie: α = kąt obrotu urządzenia do ustalania położenia segmentu koła zębatego (1) γ = połowa kąta wierzchołkowego segmentu koła zębatego (1) R = promień zewnętrzny segmentu koła zębatego (1) r = odległość od osi obrotu segmentu koła zębatego (1) do jego powierzchni zewnętrznej mierzona w miejscu wykonywania wrębu. 2. Urządzenie do ustalania położenia segmentu obrabianego przedmiotu kołowego zaopatrzone w elementy mocujące segment, znamienne tym, że posiada płytę (2) do której zamocowane są elementy podporowo-mocujące (3) do mocowania segmentu koła zębatego (1) umieszczone wzdłuż jednej z krawędzi płyty (1) i rozmieszczone na łuku o promieniu odpowiadającym promieniowi wewnętrznemu segmentu koła zębatego (1), elementy regu lacyjne (4) usytuowane na zewnątrz skrajnych elementów podporowo-mocujących (3) oraz co najmniej trzy najkorzystniej pięć, kątowników (5) usytuowanych wzdłuż krawędzi płyty (2) przeciwległej do krawędzi wzdłuż której umieszczone są elementy podporowo-mocujące (3), na których to kątownikach (5), od strony zewnętrznej, rozmieszczone na łuku o promieniu odpowiadającemu promieniowi wewnętrznemu segmentu bieżni łożyskowej (8) zaczepy (6), oraz kostki podporowe (9), umieszczone na skrajach segmentu bieżni łożyskowej (3) i ustalacz położenia (10) umieszczony w środku segmentu bieżni łożyskowej (8). 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element podporowo-mocujący (3) składa się z podpory głównej (10) najkorzystniej w kształcie prostopadłościanu, na której opiera się segment koła zębatego (1) oraz ze stożkowej podpory pomocniczej (11) z umieszczonym na niej pierścieniem dystansowym (12) do którego z kolei jest zamocowana płytka (13) dociskająca segment koła zębatego (1), która to płytka (13) dodatkowo mocowana jest do płyty (2) śrubą mocującą (14), a ponadto co najmniej jedna podpora główna (10), korzystnie znajdująca się w osi symetrii urządzenia, zaopatrzona jest w trzpień ustalający (16). 4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że element regulacyjny (4) posiada korpus (5) z umieszczoną wewnątrz śrubą pociągową (16) na której to śrubie pociągowej (16) umieszczona jest tuleja (17) z nakrętką (18) dolegającą do płyty dociskającej (19) segment koła zębatego (1), a z drugiej strony śruba pociągowa zakończona jest kołem (20) do jej obracania.

170 629 3 5. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że zaczep (6) bieżni łożyskowej (8) utworzony jest przez mocowany do kątownika (5) stożek dystansowy (21) do którego z kolei zamocowana jest łapka dociskowa (22) dociskająca segment bieżni (8), która to łapka (22) dodatkowo mocowana jest do kątownika (5) śrubą mocującą (23), zaś ustalacz położenia (10) segmentu bieżni łożyskowej (8) utworzony jest przez pierścień (24) w kształcie litery C z wysuwaną śrubą podporową (25). * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania zębów w kołach zębatych, które przed obróbką dzielone są na segmenty z których następnie wykonuje się segmenty wielogabaryto wych kół zębatych oraz urządzenie do ustalania położenia segmentu obrabianego koła zębatego lub obrabianej bieżni łożyskowej. Dotychczas wielogabarytowe koła zębate obrabiane są w całości za pomocą tokarek karuzelowych lub frezarek obwiedniowych z odpowiednim oprzyrządowaniem. Znany jest również z polskiego opisu patentowego o numerze 128 602 sposób w którym obrabiany przedmiot, w celu wykonania w nim zębów, dzieli się na dwa segmenty, które następnie mocuje się i unieruchamia na urządzeniu do manipulowania segmentem w czasie obróbki. W sposobie tym najpierw szlifuje się pierwszy wrąb na niepełną głębokość, a następnie, po sprawdzeniu i dokonaniu korekcji położenia segmentu na urządzeniu do manipulowania, wykonuje się wręby o niepełnej głębokości po jednej stronie pierwszego wykonanego wrębu, a następnie, po drugiej stronie tego wrębu. W tej samej kolejności wykonuje się następnie wręby o docelowej głębokości. W przypadku obróbki kołowych przedmiotów w całości są one mocowane za pomocą elementów mocujących na stołach obrabiarek. Natomiast znane z polskiego opisu patentowego o numerze 128 602 urządzenie do ustalania położenia segmentu w procesie wykonywania zębów posiada korpus z trzonem w którym ułożyskowany jest obrotowo stół z gniazdem ustalającym położenie segmentu oraz łapkami mocującymi segment. Dodatkowo stół zaopatrzony jest w tarczę podziałową do ustawienia swojego położenia. Wykonywanie zębów z wykorzystaniem tokarek karuzelowych lub frezarek obwiedniowych jest kłopotliwe w przypadku konieczności obróbki kół o średnicy powyżej 20 m. Również drugi z przedstawionych sposobów umożliwia obróbkę koła podzielonego jedynie na dwie części co również wyklucza obróbkę kół o znacznej średnicy. W sposobie według wynalazku obrabiane koło zębate dzieli się na segmenty, które następnie mocuje się na urządzeniu do ustalania położenia segmentu, po czym wstępnie przygotowuje się obrabianą powierzchnię. W sposobie według wynalazku wręby wykonuje się poczynając od brzegu segmentu, przy czym każdorazowo obraca się urządzenie do ustalania położenia segmentu koła zębatego o kąt a wynoszący α = n β, gdzie n jest numerem kolejnego wykonywanego wrębu, a β kątem stanowiącym podziałkę koła zębatego. Wrzeciono narzędzia wykonującego wręby każdorazowo przemieszcza się wzdłuż osi X będącą osią styczną do obwodu segmentu koła zębatego w miejscu wykonywania wrębu o odcinek Xn = A(1-cosα) + βsinα, wzdłuż osi Y będącej osią prostopadłą do osi X i przebiegającej wzdłuż szerokości wrębu o odcinek Yn = A sinα - β(1-cosα) oraz wzdłuż osi Z będącej osią prostopadłą do osi X i Y i przebiegającą wzdłuż głębokości wrębu o odcinek Zn równy głębokości wrębu, przy czym A = Z(R-r) sin γ a β = (R-r) cosγ gdzie α - kąt obrotu urządzenia do ustalania położenia segmentu koła zębatego, γ - połowa kąta wierzchołkowego segmentu koła zębatego, R - promień zewnętrzny segmentu, a r - odległość od osi obrotu segmentu koła zębatego do jego powierzchni zewnętrznej mierzona w miejscu wykonywania wrębu. Urządzenie według wynalazku posiada płytę, umieszczoną na stole przesuwno-obroto wym narzędzia obrabiającego, do której to płyty zamocowane są elementy podporowo-mocujące

4 170 629 do mocowania segmentu koła zębatego, elementy regulacyjne do regulacji położenia segmentu koła zębatego oraz co najmniej trzy, a korzystnie pięć kątowników. Elementy podporowo-mo cujące umieszczone są wzdłuż jednej z krawędzi płyty i rozmieszczone są na łuku o promieniu odpowiadającym promieniowi wewnętrznemu segmentu koła zębatego, zaś elementy regulacyjne umieszczone są na zewnątrz skrajnych elementów podporowo-mocujących. Kątowniki usytuowane są wzdłuż przeciwległej krawędzi płyty. Na kątownikach, od strony zewnętrznej, umieszczone są zaczepy do mocowania segmentu bieżni łożyskowej, przy czym są one rozmieszczone na łuku o promieniu odpowiadającemu promieniowi wewnętrznemu mocowanego segmentu bieżni łożyskowej, zaś na skrajach segmentu bieżni łożyskowej umieszczone są kostki podporowe. Ponadto w środku segmentu bieżni łożyskowej umieszczony jest ustalacz jego położenia. Element podporowo-mocujący do mocowania segmentu kola zębatego składa się z podpory głównej, najkorzystniej w kształcie prostopadłościanu, do podparcia segmentu koła zębatego, oraz z podpory pomocniczej z umieszczonym na niej pierścieniem dystansowym do którego z kolei zamocowana jest płytka dociskająca segment koła zębatego, a dodatkowo płytka mocowana jest do płyty za pomocą śruby mocującej. Co najmniej jedna podpora główna, korzystnie podpora znajdująca się w osi symetrii urządzenia, zaopatrzona jest w trzpień ustalający do ustalenia położenia segmentu koła zębatego na urządzeniu. Elementy regulacyjne posiadają korpus z umieszczoną wewnątrz śrubą pociągową na której to śrubie umieszczona jest tuleja z nakrętką dolegającą do płyty dociskającej segment koła zębatego do płyty urządzenia a śruba pociągowa zakończona jest kołem umożliwiającym jej obracanie. Natomiast zaczep do mocowania bieżni łożyskowej utworzony jest przez mocowany do kątownika stożek dystansowy, do którego z kolei zamocowana jest łapka dociskowa dociskająca segment bieżni, która to łapka dodatkowo mocowana jest do kątownika śrubą mocującą. Element ustalający położenie segmentu bieżni łożyskowej utworzony jest przez pierścień w kształcie litery C z wysuwaną śrubą podporową. Sposób według wynalazku umożliwia wykonywanie zębów w segmentach kół dzielonych na dowolną ilość segmentów co pozwala na obróbkę kół wielogabarytowych nawet o średnicy powyżej 20 m. Urządzenie według wynalazku ułatwia obróbkę segmentów kół zębatych sposobem według wynalazku. Konstrukcja urządzenia umożliwia obróbkę segmentów kół zębatych o różnych kątach wierzchołkowych. Dodatkowo urządzenie ułatwia obróbkę segmentów bieżni łożyskowej z których to segmentów składa się bieżnie łożyskowe o bardzo dużych gabarytach. Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku na którym pokazano na fig. 1 widok urządzenia z zamocowanym segmentem koła zębatego z góry, na fig. 2 widok urządzenia z zamocowanym segmentem bieżni łożyskowej od strony kątowników, na fig. 3 przekrój znajdującego się w osi symetrii urządzenia elementu podporowo-mocującego segment koła zębatego, na fig. 4 przekrój elementu regulacyjnego, na fig. 5 przekrój zaczepu segmentu bieżni łożyskowej, a na fig. 6 przekrój ustalacza położenia segmentu bieżni łożyskowej. Przeznaczone do obróbki koło zębate dzieli się na segmenty 1, które następnie umieszcza się na płycie 2 urządzenia do ustalania położenia segmentu koła 1, która to płyta 2 umieszczona jest na stole przesuwno-obrotowym wiertarko-frezarki wykonującej wręby w segmencie 1. Następnie mocuje się segment 1 na płycie 2 za pomocą elementów podporowo-mocujących 3 i reguluje jego położenie elementami regulacyjnymi 4, po czym wstępnie przygotowuje się obrabianą powierzchnię segmentu 1. Wręby w segmencie 1 wykonuje się poczynając od jego brzegu. Każdorazowo obraca się płytę 2 o kąt α = n β, gdzie n - numer kolejnego wykonywanego wrębu, a β - kąt stanowiący podziałkę koła zębatego. Natomiast wrzeciono narzędzia wykonującego wręby przemieszcza się każdorazowo wzdłuż trzech osi X, Y, Z wzajemnie do siebie prostopadłych. Oś X jest osią styczną do obwodu segmentu 1 koła zębatego w miejscu wykonywania wrębu, oś Y przebiega wzdłuż szerokości wrębu, a oś Z wzdłuż głębokości wrębu. Odcinki, o które przemieszcza się wrzeciono wynoszą Xn = A(1-cosα) + βsinα Yn = A sinα - B (1-cosα) Zn = głębokość wrębu gdzie: A = (R-r) sin γ B = (R-r) cos γ

170 629 5 α - kąt obrotu urządzenia do obrotu segmentu 1 koła zębatego γ - połowa kąta wierzchołkowego segmentu koła zębatego 1 R - promień zewnętrzny segmentu kola zębatego 1 r - odległość od osi obrotu segmentu koła zębatego 1 do jego powierzchni zewnętrznej mierzona w miejscu wykonywania wrębu. Urządzenie według wynalazku posiada płytę 2 na której zamocowane są elementy podpo rowo-mocujące 3, elementy regulacyjne 4 oraz pięć kątowników 5. Elementy podporowo-mo cujące 3 rozmieszczone są na łuku o promieniu odpowiadającemu promieniowi wewnętrznemu segmentu koła zębatego 1 i składają się z prostopadłościennej podpory głównej 10 do podparcia segmentu koła zębatego 1 oraz ze stożkowej podpory pomocniczej 11. Na podporze pomocniczej 11 umieszczony jest pierścień dystansowy 12 z płytką 13 dociskającą segment 1. Dodatkowo płytka 13 mocowana jest do płyty 2 śrubą 13. W znajdującej się w osi symetrii urządzenia podporze głównej 10 znajduje się trzpień ustalający 16 wchodzący w wykonany w segmencie 1 otwór. Na zewnątrz skrajnych elementów podporowo-mocujących 3 znajdują się dwa elementy regulujące 5 do regulacji położenia segmentu 1 na płycie 2. Każdy z elementów regulacyjnych 4 ma korpus 15 w którym umieszczona jest śruba pociągowa 16 z tuleją 17 i nakrętkę 18 dolegającą do płyty dociskającej 19 segment 1. Śruba pociągowa 16 posiada koło 20 do jej obracania. Urządzenie według wynalazku może być również stosowane do ustalania położenia segmentu bieżni łożyskowej 8. Bieżnia 8 mocowana jest zaczepami 6 do kątowników 5 i podparta jest na podporach 9. Zaczep 6 składa się ze stożka dystansowego 21 do którego zamocowana jest łapka dociskowa 22 mocowana dodatkowo do kątownika 5 śrubą 23. Położenie bieżni 8 regulowane jest ustalaczem 10 utworzonym przez pierścień w kształcie litery C z wysuwaną śrubą podporową 25.

170 629 Fig. 2 Fig. 4

170 629 Fig. 5 Fig. 6

170 629 Fig. 2 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł