Schraubwälzschleifverfahren für Zahnräder und Maschine zum Ausführen des Verfahrens. Es ist an, sich bekannt, Zahnräder nach dem Schraubwälzverfahren zu schleifen. Es ist dabei schon vorgeschlagen worden, das Werkstück nicht zwangläufig anzutreiben, sondern die als Schraube wirksame Schleif- scheibe als Antriebsmittel für dasselbe zu verwenden.
Bei Maschinen, die nach diesem Verfahren arbeiten, dreht sich das Werk stück mit ungleichmässiger Geschwindigkeit, selbst wenn die Schleifscheibengeschwindig keit absolut gleichmässig ist, weil die am vor gearbeiteten Rad vorhandenen ungenauen Zahnteilungen und Zahnflanken Verzöge rungen und Beschleunigungen im Ablauf der Werkstückdrehbewegung hervorrufen. Das vorgearbeitete Rad passt sich seinen Fehlern entsprechend der als Antriebsmittel wirken den Schleifscheibe an.
Dieses Verfahren ist Daraus folgt
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Maschinen, Schraubwälzschleifmaschinen für Zahnräder mit geraden und schrägen Zähnen müssen über folgende Einsfell- und Beistellmöglich keiten verfügen: a) Radiale Beistellung der Schleifscheibe zum Werkstück, b) Tangentiale Verstellung der Schleif scheibe zum Werkstück, c) Längsvorschub des Werkstückes, deshalb zur Erreichung der notwendigen Teilungsgenauigkeit ungeeignet. Es ist auch schon versucht worden, das Werkstück des ganzen Schleifvorganges zwangläufig anzu treiben.
Maschinen, die nach diesem Verfah ren arbeiten, sind derart gebaut, dass die Drehbewegung eines zu bearbeitenden Zahn rades seiner Zähnezahl entsprechend zwang läufig mit der Drehbewegung des Werk zeuges im Einklang sein muss.
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d) Schrägstellung des Werkstückes für Räder mit Spiralzähnen, e) Anordnung eines Differentialgetriebes für Räder mit Spiralzähnen, f) Mittel zur Erzeugung verschiedener Zähnezahlen.
Es ist dabei schon empfohlen worden, den zwangläufigen Antrieb der Werkstückspindel von der Drehbewegung der Schleifspindel ab zuleiten.
Es liegt bei derartigen Maschinen auf der Hand, dass die Erfüllung der obgenannten Möglichkeiten eine relativ grosse Anzahl von Getriebeteilen notwendig macht. Alle diese Getriebeteile schliessen Fehlerquellen in sich, die die Genauigkeit der Übertragung und infolgedessen die Teilungsgenauigkeit des Werkstückes ungünstig beeinflussen können.
' Um diese ungünstigen Verhältnisse zu verbessern, ist vorgeschlagen worden, den Antrieb der Schleifspindel und den An trieb der Werkstückspindel zwei getrennten Synchronmotoren zuzuweisen, wobei beim Werkstückspindelantrieb zwischen Motor und Werkstückspindel ein Wechselradsatz zur Erzielung verschiedener Zähnezahlen und ein Differentialgetriebe zur Erzeugung von Rädern mit Spiralzähnen eingefügt wird.
Die bisher vorgeschlagenen Bauarten haben trotz der ausserordentlich grossen Lei stungsfähigkeit des in Frage stehenden Schraubwälzschleifverfahrens gegenüber an dern Verfahren keinen Eingang gefunden, weil die hohe Genauigkeit, .die für geschlif fene Räder verlangt wird, nicht erreicht wer den konnte.
Ein zwangläufiger Antrieb der Werk stückspindel macht in jedem Falle die An wendung mechanischer Übertragungsmittel notwendig, wozu im wesentlichen Zahnräder und Wellen verwendet werden. Bei Verwen dung von Synchronmotoren wird die Ge triebekette für die Werkstückspindel etwas kürzer als bei mechanischer Ableitung von der Schleifspindel aus.
Es ist jedem Fachmann klar, dass eine derartige Getriebekette keine absolut starre Bewegungsverbindung darstellt, denn jede Zahnradübertragung besitzt ein gewisses Eingriffsspiel; auch können noch elastische Verformungen, Wellenverdrehungen eine ge wisse Rolle spielen. Bei Inbetriebsetzung der Maschine ist es deshalb notwendig, dass vor erst ein gewisser "rotgang" unschädlich ge macht sein muss, das heisst die Getriebekette muss "im Anzug" sein, bevor die Bewegungs- verbindung als starr betrachtet werden kann. Diese Erscheinung ruft bei Arbeitsbeginn ausserordentliche Schwierigkeiten hervor.
Bei Verwendung von Synchronmotoren tritt die Bedingung auf, dass beide Motoren vom ersten Augenblick an genau synchron anlaufen, es entsteht dadurch ein ausser ordentlich harter Anlauf, der sich gerade auf der Werkstückseite ungünstig auswirkt.
Die Erfindung ermöglicht es nun, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Schraubwälz- schleifverfahren für Zahnräder, bei welchem die Drehbewegungen von Werkzeug und Werkstück in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, das durch Gangzahl des Werkzeuges und Zähnezahl des Werkstückes gegeben ist.
Das Verfahren gemäss der Erfin dung zeichnet sieh dadurch aus, dass bei Arbeitsbeginn noch keine starre Verbindung zwischen Werkstück und der Werkstück spindel hergestellt ist, sondern dass vorerst das als Schraube wirksame Werkzeug die Drehbewegung des Werkstückes bewirkt, und dass erst nach Überbrückung des unvermeid lichen Totganges in den Getriebeteilen und erst wenn Drehbewegung von Werkzeug und Werkstückspindel die vorbestimmte Drehzahl erreicht haben, eine starre Verbindung zwi schen Werkstück und Werkstückspindel her gestellt wird. Von diesem Augenblick an er folgt dann das Schleifen auf der Grundlage des zwangläufigen Werkstückantriebes.
Es ist von massgebender Bedeutung, :dass diese Kupplungsmöglichkeit zwischen Werkstück spindel und Werkstück gewählt wird und nicht an einer andern Stelle des Antriebes, der Grund wird bei der Beschreibung der Kupplung auseinandergesetzt.
Die eben beschriebene Arbeitsweise er möglicht die Unschädlichmachung des Tot- ga.nges bei Arbeitsbeginn und das Einspan nen von vorgearbeiteten Werkstücken in der richtigen Lage zur Schleifscheibe auf die denkbar einfachste Weise.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfin dung ermöglicht :es, Zahnräder mit sehr hoher Genauigkeit nach dem Schraubwälzverfahren zu schleifen. Die Genauigkeit soll der Güte klasse I der schweizerischen Normalien voll entsprechen.
Der Werkstückspindelantrieb wird zweck mässig in einen geschlossenen Kraftfluss ein gespannt. Dadurch werden die vorerwähnten Belastungsschwankungen im Antrieb der Werkstückspindel unwirksam. Zweckmässig wird dieser geschlossene Kraftfluss dadurch erreicht, dass von der Werkstückspindel aus eine Bremse angetrieben wird, die eine mög lichst .genau konstant bleibende Leistung ab sorbiert. An sich ist es ,gleichgültig, ob die Bremsleistung mit mechanischen, hydrauli schen oder elektrischen Mitteln hervor gerufen wird.
In der Praxis zeigt sich jedoch; dass die hydraulische oder elektrische Brem sung grössere Stabilität der Belastung ge währleistet als die mechanische Bremsung. Eine hydraulische Bremsung ist in der nach folgenden Spezialbeschreihung erläutert.
In den Zeichnungen sind zwei beispiels weise Ausführungsformen der Maschine ge mäss der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar sind zwei Maschinen zum Schleifen von Zahnrädern. mit geraden Zähnen gezeigt. Der Einfachheit halber ist bei diesen Ma schinen die Anordnung eines Differential getriebes zur Erzielung von Zahnrädern mit Spiralzähnen in der Darstellung weggelassen. Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf derartige Maschinen.
Es zeigen: Fig. 1 einen teilweise im Schnitt dargestell ten Aufriss der ersten Ausführungsform, bei welcher die Schleifscheibe und das Werk stück mit dem gleichen Motor angetrieben werden, Fig. 2 einen Horizontalschnitt der Ma schine nach Fig. 1, Fig. 3 einen Aufriss des zweiten Beispiels, bei welchem jedoch die Schleifscheibe und das Werkstück durch zwei getrennte Syn chronmotoren in Drehung versetzt werden, Fig. 4 einen Horizontalschnitt der Ma schine nach Fig. 3, Fig. 5 Einzelheiten des Werkstück antriebes des ersten Beispiels, den Antrieb der Werkstückspindel, die Kupplung zwi schen Mitnehmer und Werkstückspindel und die als Bremse wirkende Pumpe im Schnitt, Fig. 6 eine Ansicht der Schleifschnecke.
Fig. 7 die Abwicklung einer Flanke der Schleifschnecke.
Fig. 8 und 9 zwei verschiedene Schalt schemata für die Antriebsmotoren. der in Fig. 3 und 4 dargestellten Maschine, und Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 5.
Auf dem Ständer 1 ist der Beistellschlit ten 2 radial zum Werkstück verschiebbar aufgesetzt. Der letztere trägt den tangential zum Werkstück verstellbaren Schleifschlitten 3. Die dazugehörigen Verstelleinrichtungen werden weiter unten beschrieben.
Die schneckenförmige Schleifscheibe 4 wird über die Schleifspindel 5 vom Motor G angetrieben. Die Schleifspindel 5 ist mit .dem am Schleifschlitten 3 angeflanschten An triebsmotor 6 direkt gekuppelt und läuft in den Lagern 7 und B. Selbstverständlich kann die Schleifspindel 5 auch von einem separat aufgestellten Motor mit Hilfe eines. Riemen antriebes oder dergleichen in Bewegung ver setzt werden. Das auf der mit Keilwellen profil ausgebildeten Spindelpartie 501 ange ordnete Kegelrad 9 kämmt mit dem Kegel rad 10 und treibt die Welle 11 an. Die bei den Kegelräder 9, 10 sind in einem Support 12 gelagert, der am Beistellschlitten 2 be festigt ist.
Das keilwellenförmig ausgebil dete Ende 1.11 der Welle 11 wird in der langen Bohrung des Kegelrades 10 geführt, "nährend das im Support 13 gelagerte Ende 112 ein Wechselrad 14 trägt. Das letzter treibt über drei weitere, auswechselbare Rä der 15, 16, 17, die ebenfalls im Support 13 gelagerte Welle 18 und das Kegelrad 19 an. Die Drehbewegung wird über das mit dem erwähnten Kegelrad 19 im Eingriff stehende Kegelrad 20 auf die Welle 21 und dem dar auf aufgekeilten Stirnrad 22 weitergeleitet.
Die beiden Kegelräder 19, 20 sind in einem zum Support 13 gehörenden Lagerarm<B>131.</B> angeordnet. Die Welle 21 ist in vertikal ver- ,scliiebbaren Werkstückschlitten 23 gelagert und wird in der Bohrung des Kegelrades ?0 geführt. Das Stirnrad 22- überträgt die Dreh- bewegung auf das grosse Zahnrad 24 und die damit fest verbundene Werkstückspindel 25.
Der Dorn 26 läuft zwischen den Spitzen 27, 28 der Werkstückspindel 25 und des Reitstockes 29 und ist fest mit der den Werkstückmitnehmer bildenden Mitnehmer glocke 30 verbunden. Die noch näher zu be schreibende, auf der Werkstückspindel 15 sitzende, hydraulisch betätigte Kupplung- sichert die zwangläufige Mitnahme der Mit nehmerglocke 30 während des "zwangläufig Schleifens". Die für das radiale Einstellen der Schleifscheibe 4 notwendige Bewegung wird mit dem Handrad 31 bewerkstelligt und vom Beistellschlitten 2 ausgeführt.
Die Drehbewegungen am Handrad 37 werden mit der Welle 33 und dem Barauf sitzenden Kegelrad 34 auf das Kegelrad 33 und dadurch auf die im Ständer 1 gelagerte Zustellspindel 36 übertragen. Auf dem Ge windeteil 361 sitzt die am Beistellschlitten befestigte Zustellmutter 37. Die leztere ver mittelt die Beistellbewegungen dem Schlit ten 2 und dem darauf ruhenden Schleif schlitten 3.
Die Schleifscheibenbreite E wird im dar gestellten Beispiel aus wirtschaftlichen Gründen wesentlich grösser gewählt als die durch die grösste Zahnteilung gegebene Minimalbreite.
Bekannt ist, dass die nach dem Schraub- wälzverfahren arbeitenden Schleifscheiben theoretisch jede Zahnflanke mit einer Linie bearbeiten, die der abgewickelten Eingriffs linie entspricht.. In der Praxis ergibt sich, dass diese Linien schmale Bandflächen dar stellen, die naturgemäss einer gewissen Ab nützung unterworfen sind. Es hat sich als notwendig erwiesen, insbesondere bei Werk stücken mit grosser Zahnlänge, das Fertig schleifen nicht mit der gleichen Arbeitsfläche der Schleifschnecke durchzuführen,
mit der das Vorschleifen erfolgte. Dies macht eine tangentiale Verschiebung der Schleifscheibe in Bezug auf das Werkstück notwendig,<B>da-</B> mit eine andere axial verschobene Eingriffs- linie respektive eine neue, nicht abgenützte Bandfläche an der Schleifscheibe wirksam wird. Schon aus wirtschaftlichen Gründen, aber auch aus Genauigkeitsgründen ist es sehr wichtig, dass diese Verstellung vorge nommen werden kann, ohne den Antrieb still zu setzen. Bei absolut zwangläufigem An trieb ist dies nur möglich durch Anordnung eines weiteren Differentialgetriebes, was je doch nicht erwünscht ist.
Bei den Beispielen ist es möglich, diese Verstellung ohne Still setzung des Antriebes und ohne zusätzliches Differentialgetriebe durchzuführen, indem die Verbindung zwischen Werkstück und Werkstückspindel während der Zeit der tan gentialen Schleifscheibenverstellung gelöst wird. Es sind ferner bei diesen Beispielen Mittel vorgesehen, die eine zwangläufige Ver riegelung von tangentialer Schleifscheibenver stellung und Werkstückkupplung ermöglichen, derart, dass eine tangentiale Verstellung der Schleifscheibe nur möglich ist, wenn die Ver bindung zwischen Werkstückspindel und Werkstück gelöst ist.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, können die Flanken der Schleif schnecke 4 in der Abwicklung als zwei lang gezogene Bänder mit der Breite h' dargestellt werden. Während des Schleifens zeigt sich die Eingriffslinie auf der Schleifschnecke 4 als schmales, die Flanke F durchwanderndes Band. Dieses erscheint in der Abwicklung als schmaler Streifen A'B'C'D'. Damit nicht nur dieses einzige schmale Bändchen, sondern die im Maximum zur Verfügung stehende Flankenfläche ABCD ausgenützt werden kann, ist folgende Vorrichtung vor handen, die gestattet, die Schleifscheibe 4 ; gegenüber dem Werkstück 38 tangential zu verschieben.
Am Beistellschlitten 2 ist ein Arm 39 befestigt. Darin ist die Spindel 40 gelagert. Durch das Handrad 41 kann die auf der Gewindepartie 401 sitzende Mutter 43 und der mit der letzteren fest verbundene, die Schleifscheibe tragende Schleifschlitten 3 tangential zum Werkstück 38 verschoben werden, wodurch die tangentiale Verschic- , bung der Schleifscheibe bewirkt wird.
Ein Motor 44 treibt ein. aus zwei Zahn radpumpen 45, 46 bestehendes Pumpensystem an. Beide Pumpen beziehen die zu fördernde Flüssigkeit aus einem Bassin 47 im Ständer fuss über den gemeinsamen Saugstutzen 48. Die Pumpe 45 ist durch die Saugleitung 451 mit dem Saugstutzen 48 verbunden und för dert Druckflüssigkeit für die Vorschubbe wegung des Werkstückschlittens 23. An der Druckleitung 49 ist ein Druckregelventil 50 bekannter Bauart und ein Manometer 51 an geschlossen. Dem Druckmittel wird durch ein Steuerventil 52 der Weg zum Zylinder 53 im Support 13 freigegeben oder versperrt.
Es steht der durch die Welle 55 mit dem Steuerventil 52 verbundene Hebel in waag rechter Lage. In dieser Stellung F fliesst Druckflüssigkeit durch die Leitung 54 unter den Kolben 57, der mittels der Kolbenstange 58 an der vorstehenden Platte 231 des Werk stückschlittens 23 angreift und treibt den Schlitten 23 aufwärts. In der obern End- stellung des letzteren wird das. Steuerventil 52 durch den Hebel 56 von Hand oder durch nicht gezeichnete, selbsttätig wirkende Steuer- einrichtungen in die Ablaufstellung gedreht, in welcher der Hebel die Stellung G ein nimmt.
Der Zylinder 53 entleert sich durch die Leitung 54 und den Ablaufstutzen 59. Der Werkstückschlitten 23 bewegt sich in folge der Einwirkung der Schwerkraft ab wärts. Zwangläufig fährt auch der Kolben 57 nach unten. In einem derartigen, hydrau lisch betätigten Steuersystem sind Umsteuer vorgänge von Druckschwankungen begleitet. Infolgedessen dürfen Steuerelemente, z. B. Klemm- und Spanneinrichtungen, zu deren Betätigung ein Minimaldruck oder ein kon stanter Druck erforderlich ist, nicht ohne weiteres an das erwähnte Steuersystem an geschlossen werden.
Um betriebssichere Ver hältnisse zu schaffen, muss ein Minimaldruck ventil oder wie im dargestellten Beispiel eine zweite Pumpe 46 vorgesehen werden. Diese Mittel bewirken, dass allfällige Druckschwan kungen indem den Werkstückschlitten trei benden Druckmittel den Druck auf die Kupplung 67, 68, 68', 69 nicht beeinflussen. Die Pumpe 46 ist durch die Leitung 461 mit dem Saugstutzen 48 verbunden. Die aus der Pumpe 46 austretende Druckflüssigkeit strömt durch die Leitung 60 zum Steuer ventil 61.
Das Druckregelventil 62 und das Manometer 63 erleichtern das Einstellen des gewünschten Druckes.. Das Ventil 61 ist für zwei Steuerstellungen H, J vorgesehen, die durch .den Hebel 64 eingestellt werden. Bei der Hebelstellung H, waagrecht rechts, fliesst das Druckmittel durch das Ventil 61 über die Leitung 601 zum Verteilring 65 im Werk stückschlitten 23. Der Verteilerring 65 wird durch die Arbeitsspindel 25 zentriert. Der im Schlitten 23 ruhende Stift 66 greift in eine Nute 651 des Verteilringes 65 und verhindert den letzteren am Drehen.
Die Druckflüssig keit gelangt in den die Arbeitsspindel 25 um schliessenden Verteilkanal 652 und strömt von dort durch die beiden Querbohrungen 251, die daran anschliessende Zentralbohrung 252 und die Verteilleitungen 253 in die Kam mern 68 des Zylindersternes.
Die Kolben 67 sind sternförmig um das Zentrum der Arbeitsspindel 25 im Zylinder stern 68' angeordnet und laufen in den Zy linder 68. Strömt Druckflüssigkeit in die Kammern 68, so fahren die gleichmässig auf den Umfang verteilten Kolben 67 (in vor liegendem Beispiel 6 an der Zahl) radial nach aussen, bis die Stirnfläche 671 auf der in nern Wandung der Mitnehmerglocke 30 zur Anlage kommt. In dieser Stellung wirken die Rollen 67 als betriebssichere, starre Kupplung zwischen Arbeitsspindel 25 und Mitnehmerglocke 30. Bei eingeschalteter Kupplung 67, 68, 68', 69 werden also die Kolben radial nach aussen an die Glocke 30 gedrückt.
Auf jeden Kolben wirkt eine radial nach innen wirksame Feder 69 ein.
In der Hebelstellung J senkrecht auf wärts sperrt das Ventil 61 den Durchfluss des Druckmittels. Die in der Leitung 601, den Bohrungen 251, 252, 253 und Kolben kammern 68 vorhandene Flüssigkeit fliesst durch entsprechende Öffnungen im Ventil 61 und den Ablaufstutzen 70 ungehindert ins Bassin 47 zurück. Beim Umschalten des Ventils 61 in die Ablaufstellung J sinkt in den Zylindern 68 der Druck sofort. Die Federn 69 drücken die Kolben 67 radial nach innen und unter brechen augenblicklich die Kupplung zwi schen Mitnehmerglocke 30 und Arbeits spindel 25.
Im Beistellschlitten 2 befindet sich ein Zylinderraum 71, der durch,die Leitung<B><U>602</U></B> mit der Leitung 601 verbunden ist. Ober halb des Zylinderraumes 71 dient ein Trä ger 72 als Drehpunkt für den Doppelhebel 73. Herrscht im obengenannten Leitungs system Druck (Hebel 64 in Stellung H, Mit nehmerglocke 30 und Arbeitsspindel 25 ge kuppelt), so belastet der im Zylinder 71 ge führte Kolben 74 den Hebelarm 731. Zwang läufig drückt demzufolge die Nase 732 des Hebels 73. ,den Schleifschlitten 3 auf .den als Unterlage dienenden Beistellschlitten 2.
In .der Ablaufstellung des Ventils 61 (Hebelstellung J) drückt die Feder 75 den Kolben 74 zurück und hebt die Klemmwir kung auf den Schleifschlitten 3 auf. Die im Zylinder 71 vorhandene Flüssigkeit ent weicht durch die Leitungen 602, 601, Öff nungen im Ventil 61 und den Ablaufstutzen 70 ins Bassin 47. Durch die Klemmeinrich tung 71, 73, 74 wird also der Schlitten 3 während des zwangläufigen Schleifvorgan ges festgehalten. Eine Verschiebung des Schlittens 3 relativ zum Schlitten 2 ist nur möglich, wenn die Kupplung 67, 68, 68', 69 gelöst ist.
Im Fusse des Werkstückschlittens 23 ist eine als Bremse wirkende Zahnradpumpe 76 eingebaut, welche den Zweck hat, dem auf der Arbeitsspindel 25 aufgekeilten Stirnrad 24 und damit auch. der Arbeitsspindel 25 einen soviel wie möglich regelmässigen Gang zu erteilen. Der Antrieb erfolgt vom grossen, auf der Arbeitsspindel 25 aufgekeilten Stirn rad 24 aus über das mit dem letzteren im Eingriff stehende Stirnrad 77, .die damit ver bundene Welle 78, die Umsteckräder 79, 80 auf die Welle 81 und die beiden Pumpen ritzel 82, 83.
Die Flüssigkeit gelangt durch die Saug leitung 84 in die Pumpe 82, 83 und von dort in die Druckleitung 85, in welcher das Druckregelventil 86 eingebaut ist. Es geht nun ein geschlossener Kraftfluss vom Motor 6 bis zum Druckregelventil 86, da die Pumpe 82, 83 mehr Motorleisting verbraucht als die Spindel 26. Der Werkstückspindelantrieb ist in diesen geschlossenen Kraftfluss eingeschal tet. Die Leitung der als Bremse wirkenden, von der Werkstückspindel angetriebenen Pumpe 76 ist praktisch keinen Schwenkungen unterworfen, da die der Spindel 26 entnom mene Leistung geringer ist, als die durch die Pumpe 76 beanspruchte Leistung.
Die Drehzahl der Arbeitsspindel 25 ist von der Zähnezahl des Werkstückes 38 ab hängig. Zur Überbrückung der Drehzahl unterschiede in bezug auf die Drehzahl der Pumpe 76 sind eine Anzahl Umsteckräder 79, 80 vorhanden, so dass die Bremspumpe 76 dauernd unter den günstigsten Betriebsver- hältnissen laufen gelassen werden kann.
Die zu fördernde Flüssigkeit befindet sich in dem als Bassin 232 ausgebildeten Unter teil des Werstückschlittens 23 und strömt durch das Saugrohr 84 in die Pumpe 76. Die Druckflüssigkeit fliesst durch die Leitung 85 in .das Druckregelventil 86 und von dort durch die Ablaufleitung 87 zurück ins Bas sin 232. Das an der Leitung 85 durch die Leitung 851 angeschlossene Manometer 88 erleichtert das Einstellen des gewünschten Druckes.
Vor und während des Schleifens werden die folgenden Massnahmen getroffen: Der zwischen die Spitzen 27, 28 der Ar beitsspindel 25 und des Reitstockes 29 ein gesetzte Dorn 26 trägt eine Anzahl festge spannter Werkstücke 38. Die Mitnehmer- glocke 30 ist durch eine nicht näher beschrie bene Klemmvorrichtung unverrückbar mit dem Dorn 26 verbunden. Der Hebel 64 steht in der Stellung J. Zwischen der Mieehmer- glocke 30 und den Kolben 67 besteht ein Spalt. Der Motor 44 läuft und beide Pumpen 45, 46 arbeiten auf die eingestellten Drücke.
Durch Drehen des Handrades 31 werden die beiden Schlitten 2, 3 gleichzeitig soweit zu gestellt, dass .die vorgearbeiteten Zähne des Werkstückes 38 sozusagen spielfrei in die stillstehende Schleifschnecke 4 eingreifen.
Nach diesen vorbereitenden Arbeiten wird der Schleifmotor 6 eingeschaltet.
Die Werkstücke 38, der Dorn 26 und die Mitnehmerglocke 30 werden vorerst auf Grund der beschriebenen Verhältnisse von der als Schraube wirkenden Schleifscheibe 4 angetrieben.
Zwangläufig und gleichzeitig wird über die beschriebenen Übertragungsglieder 9, 10, 11, 14 bis 22, 24 die Arbeitsspindel 25 und die Bremspumpe 76 in Drehung versetzt. Bis das in dieser vielteiligen Antriebskette vor handene Eingriffsspiel und der "Totgang" überwunden .sind, verstreicht eine gewisse Zeit. Während dieser Betriebsphase darf unter keinen Umständen "zwangläufig" ge schliffen werden, weil das Verhältnis der Drehzahlen nl einen andern als den durch )1z die verschiedenen Übersetzungen voraus be stimmten Wert aufweist.
Sobald die Antriebskette " Im Anzug" ist, das heisst sich die Arbeitsspindel 25 mit der Drehzahl n. dreht und zwischen den Win kelgeschwindigkeiten der Mitnehmerglocke 30 und der Arbeitsspindel 25 praktisch kein Unterschied mehr besteht, wind der Hebel 64 in die Stellung H gedreht und dadurch eine starre Verbindung zwischen Werkstück und Werkstückspindel hergestellt.
Nach dem Umschalten des Steuerventils 61 fahren die Kolben 67 auf die beschriebene Art an die Wand der Mitnehmerglocke 30 und stellen eine starre Verbindung zwischen Arbeitsspindel 25 und Werkstück 38 her. Praktisch gesehen hat der Kupplungsvorgang keinen Einfluss auf die Drehzahl des Werk stückes. Von massgebender Bedeutung ist jedoch folgendes: Während der "freitreibenden" Anlauf periode und während des "freitreibend Schleifens" innerhalb des Arbeitsprozesses folgen die Werkstücke 38 gemäss den ihnen anhaftenden Fehlern der als Schraube wir- kenden Schleifscheibe 4.
Nach dem Kuppeln werden die Werkstücke 38 nicht mehr "frei- treibend" von der Schleifscheibe 4, sondern "zwangläufig" von der Arbeitsspindel 25 her angetrieben und drehen mit,der voraus bestimmten Drehzahl n2.
Durch die Anordnung der Kupplung zwi schen Mitnehmerglocke 30 und Arbeitsspin del 25 - also zwischen den Werkstücken 38 und dem letzten Glied .der Werkstück- antriebskette - können die Werkstücke 38 von der Schleifscheibe 4 her ohne besondere Schwierigkeiten "freitreibend" in Drehung versetzt werden.
Wäre die Kpplung an irgendeiner an dern Stelle der Antriebskette eingebaut, so müssten bei "freitreibend" Schleifen eine Anzahl Antriebselemente, worunter die Bremspumpe 76, durch die Schleifscheibe 4 angetrieben werden. Die dabei auftretenden Kräfte würden .die Qualität und die Stand zeit der Schleifscheibe 4 beeinträchtigen oder den freitreibenden Anlauf überhaupt in Frage stellen. Gleichzeitig mit dem Einrük- ken der Kupplung drückt der Hebel 73 den Schleifschlitten 3 auf seine Unterlage. Da durch werden Manipulationen mit dem Hand rad 41 während des "zwangläufig Schleifens" unmöglich.
Soll beispielsweise das Fertigschleifen eines Werkstückes auf einem unabgenützten Rand A"B"C"D" erfolgen, so schwenkt man während des Schleifprozesses den Hebel 64 in die Stellung J (Kupplung zwischen Mit nehmerglocke 30 und Arbeitsspindel 25 ge löst, Klemmwirkung auf :den Schleifschlit ten 3 aufgehoben) und verschiebt hierauf durch Drehen des Handrades 41 den Schleif schlitten 3 um den gewünschten Betrag. Während dieser Zeit werden die Werkstücke von der Schleifscheibe freitreibend ange trieben.
Nach dem Verstellen der Schleif scheibe 4 wird der Hebel 64 wieder in die für das "zwangläufig" Schleifen bestimmte Stellung H zurückgedreht und damit die Werkstücke 38 zwangläufig fertiggeschliffen.
Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Aus- führungsbeispiel zeigt die Anordnung des Antriebes mit zwei Synchronmotoren. Die letzteren besitzen einen gedämpften Anlauf und eine synchron verlaufende Antriebs charakteristik.
Es entsteht ein äusserst harter Anlauf, wenn bei Verwendung von zwei getrennten Synchronmotoren vom ersten Moment an absolute, ungestörte Synchronisierung ge währleistet sein muss. Bei der Verwendung gewöhnlicher Synchronmotoren ist es nicht möglich, das Werkstück "freitreibend" in Be wegung zu setzen, weil die dabei auftreten den Belastungen Beschädigungen an Schleif scheibe und Werkstücken verursachen würden. Aus diesem Grunde werden Synchronmotoren mit gedämpftem Anlauf verwendet, das heisst Motoren, die im Anlauf asynchrone Charak teristik aufweisen und erst nach Erreichen der vollen Drehzahl synchron laufen.
Es ist klar, dass je nach den gegebenen Beschleu nigungsbelastungen der eine der beiden Mo toren früher die volle Drehzahl erreicht.
Es ist bekannt, dass zwei Synchron motoren mit ungleich wechselnder Belastung nie ganz genau synchron laufen. Die Diffe renzen sind abhängig von der Grösse des Kippmomentes und von der grössten Bela stungsschwankung. Aus diesem Grunde wer den Motoren verwendet, die in Bewegung auf das Kippmoment und die Leistung so über dimensioniert sind, dass die durch den Schleifvorgang hervorgerufenen Belastungs schwankungen nur einen kleinen Prozentsatz ,des Nenndrehmomentes ausmachen.
Die Anordnung kann so ausgeführt sein, dass beide Synchronmotoren direkt am Stromnetz angeschlossen werden. Wenn je doch in einem Netz grosse und insbesondere rasche Frequenzschwankungen stattfinden, können sich infolge ungleich schneller Reak tion der Motorgeschwindigkeiten, hervorge rufen durch ungleiche Schwungmomente, Feh ler bemerkbar machen. Diese Fehlerquelle kann behoben werden durch Anordnung zu sätzlicher Schwungmasse an geeigneter Stelle.
Ausserdem kann diese Fehlerquelle noch durch ein anderes Mittel unschädlich gemacht werden. Bekanntlich ist die Leistung des Schleifmotors bedeutend grösser als diejenige des Werstückantriebmotors. Es ist deshalb sehr gut möglich, nur den Schleifmotor am Netz anzuschliessen, diesen mit einem Gene rator direkt zu kuppeln und von letzterem aus den zweiten Motor zu speisen. Bei dieser Anordnung ist es vorteilhaft, Generator und zweiten Motor für bedeutend höhere Fre quenz auszurüsten, es wird dadurch erreicht, dass die Gleichförmigkeit in der Drehbewe gung beider Antriebsmotoren noch verbessert werden kann.
Der am Schleifschlitten 3 angeflanschte Synchronmotor 90 treibt über die in den Lagern 7 und 8 laufende Schleifspindel 91 lediglich die Schleifscheibe 4 an.
Auf dem Werkstückschlitten 23 ist ein Getriebekasten 93 befestigt. Am letzteren ist der für den Antrieb des Werkstückes 38 be stimmte zweite Synchronmotor 92 ange flanscht. Dieser Werkstückmotor 92 treibt über die Welle 94, die beiden Zahnräder 95, 96, die Welle 97 und die auswechselbaren Räder 99, 100, 101, 102 die Welle 98 an. Die letztere ist im Getriebekasten 93 und im Werkstückschlitten 23 gelagert und über trägt über das nahe der untern Lagerstelle aufgekeilte Zahnrad 22 die Bewegung auf das Zahnrad 24 und die damit fest verbun dene Arbeitsspindel 25. Die Anordnung der Verstell- und Steuereinrichtungen ist im übrigen genau gleich wie beim ersten ein gehend beschriebenen Ausführungsbeispiel Fig. 1 und 2.
Während der Anlaufperiode werden die Werkstücke 38 und die Mitnehmerglocke 30 "freitreibend" von der Schleifscheibe 4 ange trieben, und der Flebel 64 so lange in der Stellung J belassen, bis der "rotgang" und das Eingriffsspiel in den Getriebeteilen der Werkstückantriebskette aufgehoben sind und die beiden Motoren synchron laufen.
Das Verschieben der Schleifscheibe 4 tangential zum Werkstück während des Ar beitsprozesses wird nach dem gleichen Ver fahren ausgeführt, wie es in den Erläute rungen zu den Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist. Ob der Antrieb der Werkstückspindel mit mechanischen Mitteln vom Schleifspindelan trieb abgezweigt wird, oder ob für den Werk stückspindelantrieb ein, zweiter Motor vorge sehen wird, in jedem Falle ist eine mehr oder weniger grosse Betriebskette aus Zahn- rädern. notwendig.
Diese Zahnräder und die Lager der Übertragungswellen haben gewisse Fehler, die bei sorgfältiger Herstellung sehr gering sein können. Diese an sich geringen Einzelfehler können sich aber bei bestimmten Übersetzungsverhältnissen doch summieren, so dass die Auswirkung derselben auf ,die Werkstückgenauigkeit untragbar wird. Be sonders ungünstige Verhältnisse treten ein, wenn die letzten Übertragungsglieder Über setzungen resp. Untersetzungen von 1:2, 1:3 oder dergleichen aufweisen. Es treten dann sich rhythmisch wiederholende Fehler auf, die genau diesen Übersetzungen folgen.
Diese Fehlerquellen können nun auf fol gende Weise unschädlich gemacht werden. Schleifmaschinen dieser Art arbeiten mit hohen Schleifgeschwindigkeiten. Demzufolge werden trotz grossem Schleifscheibendurch messer die Drehzahlen der Schleifspindel und der Werkstückspindel verhältnismässig hoch. Es ist deshalb möglich, mit sehr kleinen Längsvorschüben, bezogen auf eine Werk stückumdrehung zu arbeiten und trotzdem eine hohe Leistung herauszubringen. Diese kleinen Vorschübe und der grosse Scheiben durchmesser sind das Mittel, um die aus den Übersetzungsgetrieben herrührenden Fehler unschädlich zu machen.
Die Berührungsfläche der Scheibe ist in folge ihres Durchmessers viel grösser als der normalerweise eingesetzte Vorschub beträgt. Die Folge davon ist, dass die grosse Berüh rungsfläche relativ nur langsam weiter wan dert, dass also, abgesehen vom geringen Un terschied, der durch den Vorschub bewirkt ist, die Scheibe immer die gleichen Flächen bearbeitet. Sind die Übersetzungen der letz ten Antriebsglieder 1 : 2, 1 : 3 oder dergleichen gewählt, dann wiederholen sich die gleichen Fehler immer wieder an den gleichen Zähnen.
Werden jedoch die Übersetzungen so ge- wählt, dass sieh die Fehler nie an den Klei-. oben Zähnen wiederholen können, dann wer den diese Fehler dauernd selbsttätig ausge glichen. Es liegt .die Vermutung nahe, dass die nach dieser Methode auskorrigierten Tei lungsfehler einfach in anderer Form, das heisst als Zahnformfehler auftreten. Infolge der häufig aufeinanderfolgenden Überlage rungen der Teilungsfehler findet jedoch ein Ausgleich statt, der die Genauigkeit der Zahnform nicht mehr massgebend zu beein flussen vermag.
Die dadurch verursachten Zahnformfehler sind derart gering, dass sie unberücksichtigt bleiben können. Die gün stigsten Resultate werden erzielt, wenn im ersten und im letzten Übertragungsglied je ein Rad mit möglichst hoher Primzahl ent halten ist. Während des eigentlichen Schleifvor ganges treten in axialer Richtung wirk same, auf die Schleifscheibe resp. auf die Schleifspindel wirkende Belastungen auf, die rasch wechseln. Diese Belastungswechsel werden durch die Fehler am zu bearbeitenden Werkstück hervorgerufen.
Sie bleiben ohne Einfluss auf die Schleifspindel, weil diese bei derartigen Schleifmaschinen ohnehin so gelagert sein muss, dass keine Längsverschie bungen stattfinden können. Die fehlerhaften Zähne des Werkstückes beeinflussen demnach den werkstückseitigen Antrieb und in erster Linie das letzte im Eingriff stehende Räder paar.
Fehler, die eine Verzögerung hervorrufen wollen, also eine Kraft entgegen der An- triebsrichtung ausüben, verursachen lediglich eine grössere Belastung und elastische Ver formung der im Eingriff stehenden Zähne des Antriebssystems. Die dadurch am fertig zu bearbeitenden Werkstück entstehenden a Un genauigkeiten können vernachlässigt werden.
Ist jedoch am Werkstück ein entgegengesetzt gerichteter Fehler vorhanden, so hat die Schleifscheibe das Bestreben, die Bewegung des Werkstückes zu beschleunigen. Dadurch wird die zwangläufige Berührung der im Eingriff stehenden Zähne unterbrochen. Die Wirkung der durch Werkstückfehler erzeugten Verzögerungs - Beschleunigungs kräfte ist derart gross, dass ohne weitere Hilfs einrichtung keine genauen Zahnräder ge schliffen werden können.
In den beschriebenen Fig. 1 und 2 (Antrieb mit einem Motor) werden Kegelrad 9 oder 10 und ein Stirnrad 22 oder 24 mit einer unteilbaren Zähnezahl ausgerüstet. Beim zweimotorigen Antrieb, Fig. 3 und 4, enthalten je ein Glied der Stirnräderpaare 95, 96 und 22, 24 eine Primzähnezahl. Es ent hält also der Antrieb der Werkstückspindel im ersten und letzten Übertragungszahnrad paar Zahnräder mit einer Primzahl.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Schaltung führen die vom Netz RST abzweigenden Lei ter UVW zum Hauptschalter 105 und von dort weg zu den beiden Motoren 90 und 92. Beide Motoren 90 und 92 laufen mit der gleichen Frequenz.
Im Beispiel nach Fig. 9 ist nur der Mo tor 90 durch die über den Hauptschalter 105 führenden Leitungen U1V1W1 mit dem Netz RST verbunden. Der Motor 90 treibt in diesem Falle nicht nur die Schleifscheibe 4, sondern auch den durch die Kupplung 104 verbundenen Generator 103 an. Durch den mit dem Motor 90 starr gekuppelten Genera tor wird über die Leitungen xyz der Werk stückantriebsmotor 92 gespiesen. Diese An ordnung hat den Vorteil, dass durch die Wahl einer gegenüber dem Netz bedeutend höheren Frequenz eine grössere Starrheit des Antriebes erreicht werden kann.
Das beschriebene Verfahren lässt sich nicht nur zum Schleifen von geformten Zäh nen verwenden, es kann auch beim Schleifen von Zähnen aus dem Vollen benutzt werden, insbesondere bei feinen Verzahnungen.