CN107971843A - 利用磨轮对具有内轮廓的工件进行研磨的研磨臂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种研磨臂(1)，其利用磨轮(2)研磨具有内轮廓的工件，其中该研磨臂(1)包括具有纵轴L的管状基体(3)，该磨轮(2)支承于轴向端部区域的一个轴向端部区域(4)中，针对该磨轮(2)的第一驱动器(6)设置在该置于该管状基体(3)的另一个轴向端部区域(5)中，其中借助于第一传动系统(7)将旋转从该第一驱动器(6)传递到该磨轮(2)上。为将研磨臂中的磨轮调整为任意倾斜角度，本发明提出将该磨轮2设置于研磨主轴(8)上，该研磨主轴(8)由该第一传动系统(7)驱动并围绕旋转轴A旋转，其中，该研磨主轴(8)支承于载体主体(9)中，该载体主体(9)布置于可绕轴B旋转的该基体(3)上，该轴B垂直于该纵轴L同时垂直于该旋转轴A，其中该旋转轴A与该轴B相交。

Description

利用磨轮对具有内轮廓的工件进行研磨的研磨臂
技术领域
本发明涉及利用磨轮对具有内轮廓的工件进行研磨的研磨臂，其中该研磨臂包括具有纵轴的管状基体，其中该磨轮支承在一个轴向端部区域中，而磨轮用第一驱动器布置在另一个轴向端部区域中，其中借助于第一传递系统将旋转从第一驱动器传递到磨轮。
背景技术
从EP 0 416 151 B1可了解到一般类型的研磨臂。此处经由驱动轴在管状臂的一个轴向端部对其进行驱动，其中驱动小齿轮以便驱动齿带。在研磨臂的另一个轴向端部设置有另外的轴，该轴同时带有由齿带驱动的小齿轮。于是通过该轴来驱动研磨主轴。如此设置，使得磨轮可以调节到对螺旋齿轮进行研磨所需要的理想螺旋角。
DE 20 2016 004 284 U1，DE 10 2011 103 216 A1和DE 10 2011 118 312 A1中公开了其它解决方案。
遗憾的是，调节到该螺旋角相对比较费力，尤其是限于特定的角度范围。
发明内容
本发明的目的在于提出一种通用的研磨臂，通过该研磨臂能够以特别容易的方式，将螺旋角调节到对螺旋齿轮或类似剖面进行研磨所需的角度。此外，本发明的特别之处在于没有对螺旋角施加任何限制，即，能够将其调节为任意角度。
本发明对于该目的的解决方案的特点在于，磨轮布置于由第一传动系统驱动的研磨主轴上并绕旋转轴旋转，其中研磨主轴支承于载体主体之中，该载体主体布置于可以绕轴旋转的基体中，该轴垂直于纵轴同时垂直于该旋转轴，其中该旋转轴与该轴相交。
有利的是，包括该载体主体的磨轮绕轴旋转360°是可能的。
更好的是，可以配置为，该载体主体可以通过第二驱动器，经由第二传动系统在基体中旋转。
根据另一实施例，可以布置有夹紧装置，该载体主体通过该夹紧装置能够被夹紧在该基体中的相对位置。液压膨胀心轴可作为夹紧装置的优选设计。
第一传动系统优选地包括(分别经由各自的滑轮和小齿轮)在该基体的两个轴向端部区域之间运转的具体为第一齿带的第一带或第一链。因此，第一带或第一链优选地驱动具体为冠轮、斜齿轮或摩擦轮的第一齿轮元件，该第一齿轮元件可旋转地支承于基体的一个轴向端区域中，其中该第一齿轮元件驱动具体为小齿轮的第二齿轮元件，该第二齿轮元件直接或间接地与研磨主轴连接。根据另一实施例，该第二齿轮元件布置于中间轴上，该中间轴经由另一传动装置对来驱动该研磨主轴。
另外，该第二传动系统优选地包括(分别经由各自的滑轮和小齿轮)在该基体的两个轴向端部区域之间运转的具体为第二齿带的第二带或第二链。因此可优选地设计为，该第二带或第二链与该载体主体相连接并也能够绕轴旋转，其中研磨主轴支承于该载体主体中。载体主体的支撑优选地借助于该基体的一个轴向端部区域中的两个滚子轴承来进行。
如上所述，作为第一齿轮元件，优选地分别使用冠轮和具有锥形齿的斜齿轮，通过该齿轮元件驱动作为小齿轮的第二齿轮元件。然而，这里也可以使用一组摩擦轮来将从动皮带轮的旋转运动(直接或间接地)传递到研磨主轴。
选择不同部件的尺寸，特别是磨轮的尺寸，使得可以毫不费力地对必须研磨的传动装置进行研磨。如果选择了小直径磨轮，那么如果适用，也可以研磨具有小节圆直径的内齿。因此，对小尖端圆直径的内齿进行研磨是可行的。
有利的是，本发明所提出的研磨臂可以使磨轮连续地枢转，即可在整个角度范围(360°)内旋转，使得针对于螺旋角，可以对任意齿类和类似轮廓进行研磨。
因此，可以毫不费力地以任意的螺旋角度实现高达350mm的插入深度(depth ofimmersion)。
研磨臂的长度(例如350mm)当然可以适应这种情况。
对刚性设计来说通常优选短臂，也可为其他工件设计更长的臂，其中在每种情况下都应使用合适的研磨技术。
臂的横截面越大，抗弯刚臂就可以设计得越长。研磨臂的横截面影响弯曲刚度，并且通过适应性技术在极端长度和横截面上可对研磨臂的横截面产生积极影响。
承载的研磨油供应装置也可连续枢转(即约360°)，以便能够以最佳方式提供润滑剂。
有利的是，同样也可将测量系统集成到承载在整个圆周(360°)上的研磨臂中。
可以使用涂有研磨材料的带钢基体的可着衣的磨轮。为了将磨轮精确地夹紧在研磨主轴上，优选使用液压膨胀心轴。通过改变前板或快速拆卸和组装膨胀心轴，可以实现对磨轮的快速和安全的更换。
可以毫不费力地在一个夹紧装置中对高工件进行研磨。此外，集群夹紧装置的研磨也是可能的。
本发明所提概念还可以通过使用可互换的保持板(前板)，以模块化方式来设计，以实现磨轮尺寸的可变部分。
因此，可以通过本发明所提研磨臂在任意螺旋角对内部和外部齿类进行研磨。另外可以对(内部和外部)凹槽和螺纹进行研磨，同样可对带肩部、平面和带特殊轮廓的(内安装和外安装的)轴承座以及自由曲面进行研磨。
有利的是，对迄今为止所给出的磨轮枢转角度的限制不再存在。将磨轮保持并精确地放置在旋转轴上，即磨轮的中心正好位于旋转轴上，将没有问题。
此外，可以对研磨结果直接测量。360°角度测量系统直接位于旋转轴上。
可以以最佳方式设计研磨油供给以支持研磨过程。这是通过研磨油的同心进料来实现的，此过程允许进行360°的研磨油有效供应。
当磨轮调节到期望的螺旋角时，在该角度下对研磨主轴夹紧以进行精确研磨。因此，优选地使用液压膨胀心轴(液压膨胀环)。
因此，利用本发明所提出的研磨臂，在磨床中对齿类和其他轮廓进行研磨时可高度灵活地实现功能扩展。
通过允许相应高功率传递的第一齿轮元件和第二齿轮元件(具体为经由一组冠轮或一组斜齿轮)为磨轮传递驱动力。
具体使用了单独的单齿带(以及相似的元件)用来为磨轮传递驱动力，以及传递可将磨轮和研磨主轴分别枢转到理想的螺旋角的旋转运动。
有利的是，本发明所提出的研磨臂可轻松调节并分别适应各类磨床。
优势在于可在所有载荷方向设计高刚度，以及良好的阻尼特性。
附图说明
附图中示出了本发明的实施例。
图1为示出了本发明研磨臂的第一实施例的侧视图，带一个需进一步研磨的工件；
图2为示出了该研磨臂的第二实施例的前视图；以及
图3为示出了根据图1和图2的研磨臂分别在下轴向和研磨臂高度上的剖视图。
具体实施方式
图1示出了研磨臂1及其所研磨的工件28，即对安置在中空圆柱体设计工件28的内圆周处的内螺旋传动装置进行研磨。研磨臂1有一个基本设计为管状的基体3。在基体3的一个(下)轴向端部区域4中，磨轮2安置在该基体3中，在基体3的另一(上)轴向端区域5中，安置用以驱动该磨轮2的第一驱动器6。在图1中未示出的是，为驱动该磨轮2，齿带在基体3内部运行，该齿带将驱动力从第一驱动器6传递到磨轮2。
磨轮2必须被调节到研磨该工件28的螺旋传动装置所必需的螺旋角上。磨轮2绕轴B枢转，其中轴B垂直于基体3的纵轴L以及磨轮2的旋转轴A(图1中旋转轴A垂直于投影平面)。
为将磨轮2调节到期望的或所需的枢转角，配置有第二驱动器11，其同样安置在基体3的(上)轴向端部区域5中。
比较图1和图2(在图2中，研磨臂1示为围绕纵向轴线L旋转90°)可知，第一驱动器6可针对基体3的(上)端部区域5的结构以不同方式对磨轮2进行驱动。如图1所示，可将驱动器6直接安置于研磨臂1处，或如图2所示，间接安置于研磨臂1处，驱动器6通过安置于外侧的驱动装置(齿形带、中间轴)传递驱动力。选择何种解决方案可依研磨臂1所使用研磨床的情况而定。
研磨臂1的具体特定设计在图3的横截面视图中将变得明了，其中在此示出了垂直于纵轴L，即，在磨轮2的高度上，的部分，其中为清楚起见枢转角被调节为0°。
如上所述，由驱动器6和11所驱动的两个(未示出)滑轮支承于研磨臂1的(上)轴向端部区域5中。第一齿带13在研磨臂1的内部向下运转到基体3的轴向端区域4。在图3中，第一齿带13围绕第一皮带轮26运转，第一皮带轮26与斜齿轮形式的第一齿轮元件14为抗扭矩连接(皮带轮26和齿轮元件14可设计为一体)。斜齿轮14可旋转地支承于基体3的下轴向端部区域4中，并与具有第二齿轮元件15的斜齿轮装置相啮合，第二齿轮元件15为小齿轮。小齿轮15支承于中间轴16上，该中间轴16可旋转地安置于载体主体9中(本文的中间轴16分别设计为销和螺栓，滚子轴承分别安置于其上并为其提供支承)。载体主体9绕轴B可旋转地支承于基体3的下轴向端部区域4之中。两个滚子轴承20和21用来达到此目的。
旋转轴A和轴B必须相交。从而有利地是，包括载体主体9的磨轮2能够绕轴B进行360°旋转。
在中间轴16上安置第二对传动装置17和18(直齿轮)，其中传动装置18与承载磨轮2的研磨主轴8抗扭矩连接。
如果相应地，第一齿带13由第一驱动器6驱动，则第一齿带13使斜齿轮14旋转，因此经由小齿轮15使中间轴16旋转。中间轴16通过该传动装置对17和18，依次驱动研磨主轴8，从而相应地驱动磨轮2。
因此，第一齿带13、斜齿轮14、小齿轮15、中间轴16和该传动装置对17，18形成了第一传动系统7，通过第一传动系统7将第一驱动器6的驱动力传递到研磨主轴8上并且传递到磨轮2上。
除此之外，存在第二传动系统10，通过该第二传动系统10可以使旋转运动从第二驱动器11传递到载体主体9上，由此使得磨轮2绕轴B被调节到期望的螺旋角。
第二传动系统10包括绕第二带轮17运转的第二齿带19，其中第二带轮17又围绕载体主体9运转。如果相应地启动第二驱动器11，则第二皮带轮27经由第二齿带19旋转，因此载体主体9绕轴B旋转。为此，不存在停止从而达到覆盖全周(360°)，即磨轮2可完全地绕轴B旋转。
如果调节到了期望的螺旋角，则可以致动液压夹紧装置的形式的夹紧装置12，以相对于研磨臂1底部区域夹紧载体主体9。
为了将磨轮2夹紧在研磨主轴8上，设置有液压膨胀心轴25。
为了能够在所有调节到的螺旋角下始终为磨轮2充分提供研磨油，设置有研磨油供给装置22，其引导研磨油分配件23，并从此处为磨轮2提供研磨油。
测量系统24也应该被提及，其可分别用于测量研磨齿和研磨面。
在上述描述中，将研磨工具称为磨轮2。当然，总的来说根据本发明的研磨臂也可以与研磨蜗杆结合使用。
附图标记列表
1 研磨臂
2 磨轮
3 基体
4 基体的轴向端部区域
5 基体的轴向端部区域
6 第一驱动器
7 第一传动系统
8 研磨主轴
9 载体主体
10 第二传动系统
11 第二驱动器
12 夹紧装置
13 第一带(齿带)/第一链
14 第一齿轮元件(冠轮/斜齿轮/摩擦轮)
15 第二齿轮元件(小齿轮)
16 中间轴
17,18 传动装置对
19 第二带(齿带)/第二链
20 滚子轴承
21 滚子轴承
22 研磨油供给装置
23 研磨油分配件
24 测量系统
25 液压膨胀心轴
26 第一皮带轮
27 第二皮带轮
28 工件
L 纵轴
A 旋转轴
B 轴

Claims (10)

1.一种研磨臂(1)，其利用磨轮(2)研磨具有内轮廓的工件，
其中所述研磨臂(1)包括具有纵轴L的管状基体(3)，所述磨轮(2)支承于轴向端部区域的一个轴向端部区域(4)中，针对所述磨轮(2)的第一驱动器(6)设置在所述管状基体(3)的另一个轴向端部区域(5)中，其中借助于第一传动系统(7)将旋转从所述第一驱动器(6)传递到所述磨轮(2)上；
其特征在于，
所述磨轮(2)设置于研磨主轴(8)上，所述研磨主轴(8)由所述第一传动系统7驱动并围绕旋转轴A旋转；
其中，所述研磨主轴(8)支承于载体主体(9)中，所述载体主体(9)设置于可绕轴B旋转的所述基体(3)上，所述轴B垂直于所述纵轴L并且垂直于所述旋转轴A，其中所述旋转轴A与所述轴B相交。
2.根据权利要求1所述的研磨臂，其特征在于，通过第二驱动器(11)，所述载体主体(9)能够经由第二传动系统(10)在所述基体(3)中旋转。
3.根据权利要求1或2所述的研磨臂，其特征在于，设置有夹紧装置(12)，所述载体主体(9)通过所述夹紧装置(12)能够被夹紧在所述基体(3)中的相对位置。
4.根据权利要求3所述的研磨臂，其特征在于，所述夹紧装置(12)设计为液压膨胀心轴。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的研磨臂，其特征在于，所述第一传动系统(7)包括在所述基体(3)的两个轴向端部区域(4，5)之间运转的第一带(13)或第一链，所述第一带(13)具体为第一齿带。
6.根据权利要求5所述的研磨臂，其特征在于，所述第一带(13)或所述第一链驱动可旋转地支承于所述基体(3)的一个轴向端部区域(4)中的第一齿轮元件(14)，具体为冠轮、斜齿轮或摩擦轮，其中所述第一齿轮元件(14)驱动直接或间接地与所述研磨主轴(8)相连接的第二齿轮元件(15)，所述第二齿轮元件(15)具体为小齿轮。
7.根据权利要求6所述的研磨臂，其特征在于，所述第二齿轮元件(15)设置于中间轴(16)上，所述中间轴(16)经由另一传动装置对(17，18)驱动所述研磨主轴(8)。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的研磨臂，其特征在于，所述第二传动系统(10)包括在所述基体(3)的两个轴向端部区域(4，5)之间运转的第二带(19)或第二链，所述第二带(19)具体为第二齿带。
9.根据权利要求8所述的研磨臂，其特征在于，所述第二带(19)或所述第二链与所述载体主体(9)相连接，并且能够绕所述轴B旋转。
10.根据权利要求9所述的研磨臂，其特征在于，所述载体主体(9)的支撑借助所述基体(3)的一个轴向端部区域(4)中的两个滚子轴承(20，21)来进行。
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