Verfahren und Einrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrichten einer eine schraubenlinienförmige Nute aufweisenden Schleifscheibe und eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens für Abwälzschleifmaschinen zum Schleifen von Schalträdern.
Die bekannten Zahnradschleifmaschinen zum Herstellen von schneckenförmigen Schalträdern weisen keine schnellwirkende, praktische Vorrichtung zum Abziehen und Profilgestalten der Schneckenschleifscheibe auf, die zum Schleifen von Zahnradzähnen und zum, Herstellen eines Evolventenprofils verwendet wird.
Beim Verwenden der Schleifscheibe wird sie abgenützt und ihre Form wird verändert. Die Schleifscheibe muss abgezogen oder neu gestaltet werden, um die Genauigkeit der Form wieder herzustellen und die Schleifschneiden der Scheibe, die abgenützt werden, zu schneiden oder wiederherzustellen. Um neue Winkel oder Profile zu schaffen, kann die Schleifscheibe neu fassoniert werden. Um das Abmontieren der Schneckenschleifscheibe von der Schleifmaschine, ihr nachträgliches Abrichten in einer anderen Maschine und das Wiedermontieren auf die Schleifmaschine zu vermeiden, wurden verschiedene Schleifmaschinen mit einer Abzieh- oder Abrichtvorrichtung zum Abrichten ihrer Schleifscheiben ausgestattet. Doch solche Arbeitsvorgänge sind zeitraubend und verlangen eine sorgfältige Bearbeitung, kostspielige Formdiamantenwerkzeuge und erfahrene Arbeitskräfte.
Dieses Abziehverfahren erhöht die Kosten des Abrichtens und Herstellens der Zahnräder und setzt die Produktionszeit der Maschine herab.
Überdies ist es schwierig, bei den Maschinen, die das Abziehen, Abrichten oder Profilgestalten ihrer Schleifscheiben, wie oben beschrieben, ausführen, den Abzieh- oder Profilgestaltungsarbeitsgang genau zu verfolgen.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile durch ein Verfahren beseitigt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Fassonieren einer Schneidbrust einer harten Abrichtscheibe mittels eines Diamanten, dieselbe um ihre Achse mit einer langsameren Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird, als beim Eingreifen derselben in die Flächen der Nute, um die Schleifscheibe auf eine genaue Steigung und einen genauen Zahnangriffswinkel zu fassonieren, wobei die Drehzahl der Schleifscheibe normal bleibt, dass die Abrichtscheibe auf die Schleifscheibe zu bewegt wird, dass die fassonierte Schneidbrust der Abrichtscheibe auf die genannte Nute eingestellt wird, und dass das Bewegen der Abrichtscheibe parallel zur Achse der Schleifscheibe in einem Ausmass verläuft, das der Steigung der Nute entspricht.
Zum Durchführen des Verfahrens wird eine Einrichtung geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Vorrichtung zum Drehen einer schneckenförmigen Schleifscheibe um ihre Achse, eine Abrichtscheibe, welche drehbar mit der schneckenförmigen Schleifscheibe in Eingriff steht, wobei diese Abrichtscheibe der Schneckenkontur entsprechende Schneidflächen aufweist, eine Vorrichtung zum Drehen der Abrichtscheibe mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als diejenige der Schleifscheibe, eine Vorrichtung zum Bewegen der Abrichtscheibe parallel zur Schleifscheibe, welche Bewegung genau der Steigung der Schleifscheibe entspricht, aufweist.
Die Erfindung wird weiter anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Abziehscheibe, die abgerichtet wird,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine eine Schneckenschleifscheibe abrichtende Abziehscheibe und
Fig. 3 eine Teilansicht im grösseren Massstab einer Schneckenschleifscheibe, die abgerichtet wird.
Eine Art der Einrichtung zum Herstellen von Zahnrädern ist eine Schleifmaschine zum Herstellen eines schneckenförmigen Schaltrades, welche Maschine ein Evolventenprofil des Zahnrades mittels einer eine schraubenlinienförmige Nute aufweisende Schleifscheibe herstellen kann. Es ist schwierig und kostspielig, eine schneckenförmige Schleifscheibe herzustellen und im Betrieb ihre Form beizubehalten.
In bezug auf die Zeichnung weist die Schleifscheibe 10 eine schraubenlinienförmige Nute 12 auf, die in dem Kreisumfang der Schleifscheibe ausgebildet ist.
Die Nute 12 in der Schleifscheibe 10 kann auf eine exakte Steigung, einen exakten Zahnangriffswinkel und eine exakte Kontur abgerichtet werden, ohne dass man die Schleifscheibe 10 von der Maschine abmontiert.
Indem die Schleifscheibe 10 abgerichtet wird, ohne dass man sie von der Maschine abmontiert, kann die Arbeit und die Zeit, die zum Abmontieren und Wiedermontieren der Schleifscheibe 10 und ihrer Über- tragung zu und von der Abrichtmaschine und zum genauen Zentrieren und zur Bereitmachung zum zweckvollen Arbeitseinsatz nötig ist, vermieden werden. Die Schleifscheibe 10 ist auf eine Welle oder Drehspindel 16 aufgesetzt, die über dem Bett 14 einer nicht dargestellten Schleifmaschine gelagert ist. Die Scheibe 10 wird durch ein nicht dargestelltes Kraftübertragungsmittel in einer üblichen Weise angetrieben, um das nicht gezeichnete Zahnrad auf die gewünschte Form zu schleifen. Die Nute 12 in der Scheibe 10 wird auf die gewünschte Form mittels einer Hilfsabrichtscheibe 18 abgezogen.
Vor der Benützung der Abrichtscheibe 18 zum Abziehen der Scheibe 10, muss die Abrichtscheibe 18 auf die gewünschte Kontur und den gewünschten Zahngriffwinkel erst fassoniert werden. Die Abrichtscheibe 18 ist auf einer Welle oder Drehspindel 20 aufgesetzt, die in einem Gehäuse 22 drehbar gelagert und mit einem Motor 24 mit Drehzahlregelung gekoppelt ist. Das Gehäuse 22 führt die Drehspindel 20 mit Präzision und mit einer genügenden Starrheit, um während der Fassonierung jede Abweichung zu vermeiden. Der Motor 24 ist auf einer Grundplatte 26 verschiebbar angeordnet. Der Unterteil des Motors 24 weist eine schwalbenschwanzförmige Rippe auf, die in die entsprechende schwalbenschwanzförmige Nute in der Grundplatte 26 hineinragt und wird sicher an der Arbeitsstelle festgehalten.
So können der Motor 24, das Gehäuse 22, die Drehspindel 20 und die Hilfsabrichtscheibe 18 als eine Einheit auf der Grundplatte 26 und auf dem Bett 14 der Schleifmaschine verschoben werden.
Die Abrichtscheibe 18 verliert durch ihre Benützung ihre Kontur und sie muss ebenfalls fassoniert und abgezogen werden, um ihre Randschärfe, Präzision und ihren Zahnangriffswinkel zu bewahren. Dies kann während des Arbeitsvorganges der Schleifmaschine erreicht werden, so dass die Verlustzeit der Schleifmaschine herabgesetzt wird.
Anliegend an die Grundplatte 26 ist in der Nähe der Abrichtscheibe 18 eine Hilfsplatte 28 angeordnet, auf welcher eine Diamantabziehvorrichtung 30 gelagert ist.
Die Diamantabziehvorrichtung 30 besteht aus zwei Diamanthaltern, wobei jeder Halter ein Spiegelbild des anderen darstellt, und deshalb wird nur der eine Halter beschrieben, wobei der andere Halter mit entsprechenden Bezugszeichen mit Strichindex versehen ist. Der Diamanthalter 32, der in der Fig. 1 auf der rechten Seite dargestellt ist, weist einen Stift 34 mit einer Aussparung auf, welcher einen Diamanten 36 an seinem Ende trägt. Der Halter 32 ist auf einem Support 38 gelagert, welcher Support mittels einer durch eine Kurbel 40 drehbare Führungsschraubenvorrichtung in der Richtung zu und von der Abrichtscheibe 18 geschoben werden kann. Eine Mikrometerskala erlaubt ein sorgfältiges Überwachen der Verschiebung.
Ebenfalls kann der Halter 32 auf einen ausgewählten Winkel in bezug auf die Mittellinie der Abrichtscheibe 18 eingestellt werden, um den gewünschten Zahnangriffswinkel zu schaffen. Der Diamant wird mit der Schleifscheibe 18 mittels eines Rändelbedienungsknopfes in Berührung gebracht.
Beim Abziehen der Abrichtscheibe 18 ist der Diamant 36 so gelagert, dass er die Fläche der Abrichtscheibe 18 kaum berührt, wobei der Halter 32 drehbar gelagert ist, so dass der Diamant 36 die Scheibe 18 mehr oder weniger berührt. Danach wird der Stift 34 in einem Winkel aufgestellt, der dem gewünschten Zahnangriffswinkel der Nute 12 der Scheibe 10 entspricht. Wenn einmal der gewählte Winkel erreicht ist, wird der Stift 34 in der Stellung mittels einer Stiftschraube gehalten. Der Diamant 36 wird in Berührung mit der Scheibe 18 durch die Kurbel 40 kommen. Die Abrichtscheibe 18 wird durch den Motor 24 in Bewegung gesetzt und sie wird mit einer relativ langsamen Umfangsgeschwindigkeit, z. B. von 457 m/min., gedreht. Der Diamanthalter 32 wird zur Abrichtscheibe 18 mittels der Kurbel 40 verschoben und parallel zu der Schleiffläche der Abrichtscheibe 18 durch das Drehen des Knopfes 42 bewegt.
Wenn die Spitze des Diamantes 36 mit der Fläche der Abrichtscheibe 18 in Berührung kommt, werden Teile der Abrichtscheibe aus ihrer harten Matrix ausgerissen, wodurch neue, genaue Schleifflächen entstehen. Die kleine Umfangsgeschwindigkeit der Abrichtscheibe 18 ermöglicht ein einfaches Abrichten und eine sorgfältige Kontrolle der Form auch von einer harten Matrix. Diese kleine Umfangsgeschwindigkeit schont auch die Spitze des Diamanten. Innert kurzer Zeit ist die eine Seite der Abrichtscheibe 18 abgerichtet und auf den erwünschten Zahnangriffswinkel und die Kontur fassoniert. Der Arbeitsvorgang wird in bezug auf die andere Seite der Abrichtscheibe 18 wiederholt, und während dieses Arbeitsvorganges wird der Diamanthalter 32 von der Abrichtscheibe 18 auf Abstand gehalten.
Wie gezeigt, wird der Halter 32 entlang seiner Längsachse zu der Scheibe 18 durch das Drehen einer Mikrometerschraube 37 verschoben. Nach der vollendeten Fassonierung wird der Motor 24 und die Abrichtscheibe 18 von der Grundplatte 26 durch Verschieben entfernt.
Der Motor 24 ist auf einem auf dem Bett 14 verschiebbaren Schlitten 46 angeordnet. Der Motor 24 und die Abrichtscheibe 18 können parallel zur Drehspindel 16 der Schleifmaschine in einem direkten Verhältnis zu der Steigung der Schneckenlinie der Nute 12 durch einen in der Schleifmaschine gelegenen Antrieb bewegt werden. Die Bewegung des Motors 24 und der Abrichtscheibe 18 ist sorgfältig eingestellt, um sie mit der Steigung der Nute 12 der rotierenden Scheibe 10 zu synchronisieren. Der Motor 24 läuft mit einer grossen Drehzahl, die viel grösser als die Drehzahl der Scheibe 10 ist. Die Form der Abrichtscheibe 18 schneidet und schleift gleichzeitig die Flanken und die Wurzel der Nute 12 der Scheibe 10 während des ganzen Abrichtvorganges.
Die Härte des Bindemittels und die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Abrichtscheibe 18 halten dieselbe in einer relativ richtigen Form während des Schleifvorganges. Dies ist in der Fig. 3 dargestellt.
Die Abrichtscheibe 18 ist vorteilhaft mit einem harten Bindemittel hergestellt. Eine solche Abrichtscheibe, die sich sehr gut bewährt hat, ist unter der Bezeichnung Norton No. 37 C 60-S x T, VK im Handel erhältlich. Diese Art Scheibe hat als Grund lage einen Karborundkies von einer Feinheit von 60 Mesh und ein glasartiges Bindematerial. Die zu schleifende Schleifscheibe 10 weist eine Feinheit von 80-220 Mesh auf. Eine zufriedenstellende Schleifscheibe ist unter der Bezeichnung FMR BA 1 50-J 10 V9 erhältlich. Es wurde während des Abrichtvorganges festgestellt, dass die Abrichtscheibe 18 so schnell wie möglich dreht und so hart wie möglich sein soll. Die Drehzahl ist durch das Bindemittel begrenzt.
Die hohe Umfangsgeschwindigkeit und die Härte der Abrichtscheibe gewährleisten eine glatte Oberfläche der abgerichteten Scheibe, wodurch wieder eine bessere Oberflächenglätte des Zahnrades bei seinem letzten Schleifvorgang erzielt wird. Überdies wurde während des Arbeitsvorganges festgestellt, dass kein nennenswerter Verschleiss der Abrichtscheibe auftritt, weil die Umfangsgeschwindigkeit und die Härte der Scheibe so gross sind. Das schnelle Abrichten der schneckenförmigen Schleifscheibe 10 setzt die Verlustzeit der Schleifmaschine herab, weil die Schleifscheibe in jeder passenden Zeit abgerichtet werden kann.
Der Gegenstand dieser Erfindung ermöglicht das Verwenden von billigen industriellen Diamanten, wie z. B. Spitzendiamanten, Gabeldiamanten oder anderen Abdrehwerkzeugen.
Eine Schneckenschleifscheibe, die bei den das Evolventenprofil des Zahnrades herstellenden Abwälzschleifmaschinen verwendet ist, wird durch eine billige Abrichtscheibe fassoniert, die die Form der Flächen der schraubenlinienförmigen Nute der Schleifscheibe aufweist. Die Abrichtscheibe dreht sich mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit und gleichzeitig bewegt sie sich parallel zu der Drehspindel der Schleifscheibe mit der gleichen Geschwindigkeit, mit welcher sich die Nute bewegt. Nach dem vollendeten Abrichten der Schleifscheibe wird die Abrichtscheibe entfernt und zu zwei voneinander stehenden Spitzendiamanten gebracht, und mit einer kleineren Drehzahl gedreht, wonach jede Fläche der Abrichtscheibe mittels den entsprechenden Diamanten auf die gewünschte Kontur nacheinander abgezogen oder abgerichtet wird.
Ein Vorteil der oben beschriebenen Einrichtung liegt darin, eine Abricht- oder Profilgestaltungsvorrichtung für Schleifscheiben zu schaffen, welche Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben und einer schraubenlinienförmigen Nute beliebiger Steigung oder von beliebigem Zahnangriffswinkel verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Einrichtung liegt darin, dass sie schnell eingestellt werden kann, um die Fehler beim Schleifen des Evolventenprofils des Zahnrades mittels der Schleifscheibe zu korrigieren. Noch ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Schleifscheibe während des Schleifvorganges unbehindert schleifen kann, ohne dass die zu bearbeitenden Zahnräder überhitzt oder gespaltet werden, und welche den Bedarf von Stahlstauchwerkzeugen oder anderen Typen von solchen bisher verwendeten Werkzeugen eliminiert, die zum Freihalten des lichten Raumes bei der Schneckenwurzel der Schleifscheibe verwendet wurden.
Noch ein weiterer Vorteil liegt darin, dass diese Einrichtung bei schon existierenden Zahnradschleifmaschinen sowie bei neuen Ausführungen verwendet werden kann. Noch ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Schleifscheibe ohne die Verwendung von brüchigen Diamanten mit einer Messerschneide abgerichtet oder fassoniert werden kann.