DD158621A1

DD158621A1 - Werkzeugtraeger fuer zahnflankenschleifmaschinen

Info

Publication number: DD158621A1
Application number: DD22951381A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Brandner; Werner Kiess; Siegfried Pfueller
Original assignee: Gerhard Brandner; Werner Kiess; Siegfried Pfueller
Priority date: 1981-04-27
Filing date: 1981-04-27
Publication date: 1983-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugtraeger fuer Zahnflankenschleifmaschinen, der in Laengsfuehrungen am Maschinenstaender oder an einem Drehteil hin- und herbeweglich gelagert ist. Ziel der Erfindung ist die Steigerung der Doppelhubzahl, die Vermeidung von Stoerbewegungen aus Kippmomenten und die Einschraenkung des technischen Aufwandes fuer Elemente zur Erzeugung von Zusatzbewegungen. Aufgabengemaess soll die Masse des Werkzeugtraegers reduziert werden und eine Lagerung gefunden werden, die neben der Hin- und Herbewegung gleichzeitig Bewegungen zum modifizierten Schleifen und zum Teilrueckzug gestattet. Die Loesung sieht vor, dass die Laengsfuehrung aus einer Fuehrungssaeule mit Kreisquerschnitt besteht und am Werkzeugtraeger ein Fuehrungsarm befestigt ist, dessen freies Ende in eine Richtungsfuehrung eingreift, welche gerade, ballig oder konisch gestaltet ist.

Description

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2itel der Erfindung

Werkzeugträger für Salmflaxikensch'leifmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugträger für Zahnflankenschleifmaschinen, der in einer Längsführung am Maschinenständer oder in einer Längsführung an einem am Maschinenständer angeordnetem Schwenkteil hin- und herbeweglich gelagert ist·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bekannten Zahnflankenschleifmaschinen zum Formschleifen oder Teilwälzschleifen wird die Schleifscheibe, welche in einem Werkzeugträger gelagert ist, in der Zahnlücke hin- und herbewegt* Zur Ausführung dieser Hin- und Herbewegung ist der Werkzeugträger als Hubschlitten ausgebildet, der in Längsführungen am Maschinenständer gelagert ist· Diese Längsführungen sind bei anderen bekannten Zahnflankenschleifmaschinen zum Bearbeiten von Schrägzahnstirnrädern an einem am Maschinenständer angeordnetem Schwenkteil angebracht· Zur vollständigen Bearbeitung einer Zahnflanke nach allen Gesichtspunkten einer modernen Fertigung ist es jedoch uner-

läßlich, der Schleifscheibe außer der Hin- und Herbewegung weitere Bewegungsabläufe einzuordnen» So sind beispielsweise verschiedene Konstruktionsvarianten von Balligverzahneinrichtungen bekannt, die es ermöglichen, die Schleifscheibe dem ¥erkstückzahnrad in radialer Sichtung anzunähern· Zur Realisierung dieser Bewegung befindet sich, auf dem Hubschlitten in Pührungen gelagert ein weiterer Schlitten, sowie entsprechende Antriebselemente und Steuerkurven· Ein charakteristisches Beispiel dieses Standes ist in der DD-PS 64 639; B 23 P 9/02 beschrieben*

Andere Lösungen, als Beispiel sei auf die DE-PS 20 63 405; B 23 ]? 5/08 verwiesen, sehen eine Lagerung der Schleifspindel in einer Exzenterbuchse vor, welche über Hebel und Antriebsmechanismen gesteuerte !Drehbewegungen ausführt, um so die radiale Zustellung zum modifizierten Zahnflankenschleifen zu bewirken·

Sine weitere notwendige Bewegung ist die Rückzugsbewegung der Schleifscheibe aus der Zahnlücke, ohne welche die Teilbewegung des Werkstückzahnrades nicht ausführbar ist· IM diese Rückzugsbewegung zu realisieren, wäre es erforderlich, den Hubschlitten mit weiteren Maschinenelementen zu belasten· Dies geschieht nach der DE-PS 20 63 405 durch Anordnung einer weiteren, masseintensiven Exzenterbuchse, deren motorischen Jintriebsmittel ebenfalls vom Werkzeugträger getragen werden·

t&i dieses zu vermeiden, orientieren die meisten bekannten Lösungen darauf, diese Rückzugsbewegung dem Werkstückzahnrad oder dem Maschinenständer zuzuordnen, wodurch allerdings die Bewegung großer Massen unvermeidlich wird, vor allem aber die Wiederholgenauigkeit der Bewegung zum Hachteil für die Yerzahngenauigkeit nicht im ausreichendem Maße beherrschbar ist·

Man hat zur Steigerung der Arbeitsproduktivität von Zahnflankenschleifmaschinen verschiedene neue Antriebslösungen für die Bewegung des Hubschlittens entwickelt, um die Doppel·

hubzahl mehr und mehr zu erhöhen· Diese Bestrebungen zur Erhöhung der Doppelhubzahl finden ihre Grenzen ganz eindeutig in der durch die bekannten Lösungen mit Zusatzeinrichtungen überlasteten Werkzeugträger-Varianten einerseits und andererseits durch die Art und Weise der Lagerung des Werkzeugträgers in Längsführungen am Maschinenständer oder Drehteil· Durch dieses Lagerprinzip befinden sich die Führungen des Werkzeugträgers auf einer Seite des Gesamtaufbaues, so daß eine starke "Kopflastigkeit" mit ungünstiger Schwerpunktlage gegeben ist· Bei schnellen Hubbewegungen stellen sich alsbald Schwingungen ein, welche weitere Erhöhungen der Doppelhubzahl unmöglich machen.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung wird angestrebt, die Arbeitsproduktivität von Zahnflankenschleifmaschinen durch die Steigerung der Doppelhubzahlen des Werkzeugträgers zu erhöhen und aus Kippmomenten der Lagerung resultierende Störbewegungen weitgehend einzuschränken· Weiterhin soll eine Reduzierung des technischen Aufwandes für Elemente zur Erzeugung notwendiger Zusatzbewegungen erreicht werden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, einen Werkzeugträger für Zahnflankenschleifmaschinen, der in einer Längsführung am Maschinenständer oder in einer Längsführung an einem am Maschinenständer angeordnetem Schwenkteil hin- und herbeweglich gelagert ist, zu schaffen, dessen Masse wesentlich reduziert ist und dessen Lagerung für die Hin- und Herbewegung gleichzeitig geeignet ist, dem Werkzeugträger zur Ausführung modifizierter Bewegungen zum Ballig- oder Konisehschleifen und zur BeY/egung der Schleifscheibe zum Teil-Rückzug zu dienen· Der Gesamtschwerpunkt des "Werkzeugträgers soll dabei weitgehend mit der Symmetrieachse der Längsführung am Maschinenständer oder am Drehteil übereinstimmen·

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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die längsführung aus einer Führungssäule mit Kreisquerschnitt besteht und am Werkzeugträger ein Führungsarm befestigt ist, dessen freies Ende in eine am Maschinenständer oder am Schwenkteil angeordneten Richtungsführung eingreift· Die Richtungsführung verläuft nach weiteren Merkmalen der Erfindung geradlinig parallel, geradlinig geneigt oder konvex oder konkav gewölbt zur Achse der Führungssäule und das Ende des Führungsarmes liegt an der Führungsfläche kraftschlüssig an«,

Nach einer bevorzugten Lösung der Erfindung besteht der Werkzeugträger aus einem Führungsgehäuse und einem Schleifspindelgehäuse, wobei das Führungsgehäuse auf der Führungssäule gelagert ist und einen Korrekturschwenkarm aufweist, dessen freies Ende an einer Korrekturkurve anliegt, das SchleifSpindelgehäuse in einem Schwenklager am Führungsgehäuse gelagert ist und einen Führungsarm aufweist, dessen freies Ende an der Richtungsführung anliegt, welche geradlinig, parallel zur Achse der Führungssäule verläuft und die Führungsflächen der Korrekturkurve und der Richtungsführung sind am Maschinenständer oder am Drehteil voneinander abgekehrt zwischen den Enden des Korrekturschwenkarmes und des Führungsarmes angeordnet·

ITaöh einem we'iterön Merkmal der Erfindung ist der Korrekturschwenkarm mit dem Führungsschwenkarm durch eine Zugfeder verbunden und die Enden der Schwenkarme weisen Führungsrollen auf, welche durch die Zugkräfte der Zugfeder an der Korrekturkurve und der Richtungsführung kraftschlüssig anliegen·

Zur Realisierung der Teil-Rückzugsbewegung ist zwischen dem Körrekturarm und dem Führungsarm eine Steuerkurvenscheibe drehbar gelagert, deren Kurvenverlauf radial ansteigend so gestaltet ist, daß in einer Endstellung der Steuerkurven-

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scheibe das Ende des Korrekturschwenkarmes an der Korrekturkurve anliegt und in der anderen Endstellung das Ende des Korrekturannes um ein Maß von der Korrekturkurve entfernt wird, welches so bemessen ist, daß unter Berücksichtigung aller wirksamen Hebelverhältnisse die Schleifscheibe aus der Zahnlücke des Werkstückzahnrades ausschwenkbar ist· Ein weiterer Kurvenabschnitt der Steuerkurvenscheibe wird erfindungsgemäß dazu genutzt, das Ende des Pührungsarmes geringfügig von der Richtungsführung abzuheben·

Besonders günstige Antriebsverhältnisse ergeben sich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Pührungssäule als Hydraulikkolben ausgebildet ist und die Gegenführung im Pührungsgehäuse durch den zugeordneten Hydraulikzylinder gebildet ist oder umgekehrt·

Die optimale Wirkung der Erfindung ergibt sich, wenn der Masseschwerpunkt aller Teile des Werkzeugträgers im Bereich der Achse der Pührungssäule konzentriert ist»

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen ,zeigen:

Pig* 1: Einen Querschnitt durch den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers,

Pig· 2: eine Bewegungsvariante bei der Ausführung der Teil-Bückzugsbewegung,

Pig» 3ϊ Die perspektivische Ansicht der Hauptbestandteile einer besonders massearmen Ausführungsvariante·

Die Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Zahnflanken schleifmaschine, welche nach dem Prinzip des Teil-Wälzens

arbeitet» Es wird davon ausgegangen, daß diese Zahnflankenschleifmaschine ' einen Maschinenständer 1 aufweist, an dem ein Schwenkteil 2 angeordnet ist. Das Schwenkteil 2 ist mit zwei Haltearmen 3 versehen, zwischen denen eine Pührungssäule 4 mit Kreisquerschnitt angeordnet ist. Der Werkzeugträger besteht aus einem Führungsgehäuse 5» welches auf der Führungssäule 4 hin- und herbeweglich, sowie radial verschwenkbar gelagert ist und aus einem Schleifspindelgehäuse 6, welches in einem Schwenklager 7 am Führungsgehäuse 5 gelagert ist· Das Schleifspindelgehäuse 6 ist Träger der Schleifspindel 8, auf welcher die Schleifscheibe 9 befestigt ist. Das Führungsgehäuse 5 weist einen Korrekturschwenkarm 10 auf und am Schleifspindelgehäuse 6 ist ein Führungsarm 11 angebracht. An den freien Enden des Korrekturschwenkarmes 10 und des Führungsarmes 11 sind Führungsrollen 12 gelagert. Der Korrekturschwenkarm 10 und der Führungsarm 11 weist ferner je eine Lagerstelle für eine -Gleitrolle 13 auf und beide Arme sind mit einer Zugfeder 14 miteinander verbunden, ^m Schwenkteil 2 befindet sich eine Richtungsführung 15, dessen Führungsfläche geradlinig parallel zur Achse der Führungssäule 4 verläuft und gegenüber der Richtungsführung 15 ist eine Korrekturktzve 16 angebracht, welche eine konvex gewölbte Führungsfläche aufweist.¹

Die Führungsrolle 12 des Führungsarmes 11 liegt an der Führungsfläche der Richtungsführung 15 an, während die Führungsrolle 12 des Korrekturschwenkarmes 10 an der Führungsfläche der Korrekturkurve 16 zugeordnet ist. Zwischen den Gleitrollen 13 ist eine Steuerkurvenscheibe 17 drehbar gelagert. Der radial ansteigende Kurvenverlauf dieser Steuerkurvenscheibe ist so bemessen, daß unter Berücksichtigung aller wirksamen Hebelverhältnisse ein Ausschwenken der Schleifscheibe 9 aus der Zahnlücke des Werkstückzahnrades 18 erfolgen kann.

Für die Hin- und Herbewegung des Werkzeugträgers auf der Führungssäule 4 ist ein beliebiger Antrieb vorgesehen, je-

doch in den Fig· 1 und 2 nicht näher dargestellt. Sine besonders günstige Antriebsvariante ergibt sich nach einem Merkmal der Erfindung, wenn an der Fülirungs säule 4 ein Hydraulikkolben 19 angeordnet ist, und das Führungsgehäuse 5 einen Hydraulikzylinder 20 aufweist, wie das in Pig. 3 schematisiert dargestellt ist* Die Pig. 3 zeigt weiterhin in Anlehnung an den Grundgedanken der Erfindung eine besonders massearme Gestaltungsmoglichkeit des Schleifspindelgehäuses 5 und des Pührungsgehäuses 4·

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers ist folgende:

Fig. 1 zeigt den Werkzeugträger während der Bearbeitung eines geradverzahnten Stirnrades, dessen Zahnflanken modifiziert ballig geformt werden sollen. Dazu befindet sich die Schleifscheibe 9 mit dem Werkstückzahnrad 18 im Eingriff und wird durch die Hubbewegung des Werkzeugträgers auf der Führungssäule 4 über den Verlauf der Zahnflanke geführt· Durch die Kraft der Zugfeder 14 liegen die Pührungsrollen 13 dabei kraftschlüssig an den Führungsflächen der Richtungsführung 15 und der Korrekturkurve 16 an· Infolge der konvexen Krümmung der Korrekturkurve 16 wird der Korrekturschwenkarm 10 betätigt, wodurch sich das Führungsgehäuse 5 auf der Pührungssäule 4 verdreht und das Schwenklager 7 einen Abschnitt eines Kreisbogens durchläuft.¹ Dabei wird das Schleifspindelgehäuse 6 und damit die Schleif· scheibe 9 in Eezug auf das Werkstückzahnrad 18 radial um den Betrag der Balligkeit der Zahnflanken bewegt.

Hach Fertigstellung einer Zahnflanke wird die Steuerkurvenscheibe 17 aus der Stellung gemäß Fig» 1 in eine Endstellung verdreht, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei wird der Korrekturschwenkarm 10 von der Korrekturkurve stark abgehoben und die entsprechend große Bogenbewegung des Schwenklagers 7 bewirkt ein vollständiges Ausheben der

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Schleifscheibe 9 aus der Zahnlücke, so daß um einen Zahn weitergeteilt werden kann· Gleichzeitig bewirkt ein geringer Kurvenanstieg an einer anderen Stelle der Steuerkurvenscheibe 17, daß der Führungsarm 11 leicht angehoben wird, wodurch sich seine Führungsrolle 12 geringfügig von der Führungsfläche der Richtungsführung 15 entfernt» Nach Vollendung der Teilbewegung wird die Steuerkurvenscheibe 17 in ihre Ausgangsstellung, gemäß Fig· 1 zurückgedreht, wodurch sich die Schleifscheibe 9 in die bereitgestellte Zahnlücke hineinbewegt·

Der technisch-ökonomische Effekt der Erfindung besteht darin, daß aufgrund der Lagerung auf einer zylindrischen Führungssäule, mit axialer und radialer Beweglichkeit des Werkzeugträgers, mehrere verfahrensbedingte Bewegungsabläufe mit einer einzigen Führung und damit auch mit den gleichen üaechinenelementen ausführbar sind· Dadurch ergeben sich beachtliche Einsparungen an Materialeinsatz und es wird möglich, die Masse des Werkzeugträgers zu reduzieren· Da es mit den erfindungsgemäß vorgeschlagenen .Mitteln gelingt, gleichzeitig die Schwerpunktlage aller bewegten Massen des Werkzeugträgers im Bereich der Symmetrielinie der Führungssäule zu konzentrieren, kann die Doppelhubzahl unter Ausschaltung störender Kippmomente erhöht werden·

Claims

Erfindungsanspruch:

1· Werkzeugträger für Zahnflankenschleifmaschinen, der in einer Längsführung am Maschinenständer oder in einer längsführung an einem am Maschinenständer angeordnetem Schwenkteil hin- und herbeweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung aus einer Pührungssäule (4) mit Kreisquerschnitt besteht und am Werkzeugträger ein Führungsarm (11) befestigt ist, dessen freies Ende in eine am Maschinenständer (1) oder am Schwenkteil (2) angeordneten Richtungsführung (15) eingreift«

2. Werkzeugträger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Richtungsführung (15) geradlinig parallel zur Achse der Führungssäule (4) verläuft·

3· Werkzeugträger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Richtungsführung (15) geradlinig geneigt zur Achse der Führungssäule (4) verläuft·

4· 7/erkzeugträger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Richtungsführung (15) eine konvex oder konkav gewölbte Führungsfläche aufweist, an welcher das Ende des Führungsarmes (11) kraftschlüssig anliegt·

5· Werkzeugträger nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Werkzeugträger aus einem Führungsgehäuse (5) und einem Schleifspindelgehäuse (6) besteht, wobei das Führungsgehäuse (5) auf der Führungssäule (4) gelagert ist und einen Korrekturschwenkarm (10) aufweist, dessen

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freies Ende an einer Korrekturkurve (16) anliegt, daß Schleif spindelgehäuse (6.) in einem Schwenklager (7) am Führungsgehäuse (5) gelagert ist und einen Führungsarm (11) aufweist, dessen freies Ende an der Richtungsführung (15) anliegt, welche geradlinig, parallel zur Achse der Pührungssäule (4) verläuft und daß die Führungsflächen der Korrekturkurve (16) und der Richtungsführung (15) am Maschinenständer (1) oder am Drehteil (2) voneinander abgekehrt zwischen den Enden des Korrekturschwenkarmes (10) und des Führungsarmes (11) angeordnet sind·

6· Werkzeugträger nach Punkt 1 und 5» gekennzeichnet dadurch,

daß der Korrekturschwenkarm (10) mit dem Führungsarm (11) durch eine Zugfeder (14) verbunden ist und die Enden des Korrekturschwenkarmes (10) und des Führungsarmes (11) mit Führungsrollen (12) versehen sind, die durch dieZugkräfte der Zugfeder (14) an der Korrekturkurve (16) und der Richtungsführung (15) kraftschlüssig anliegen·

7· Werkzeugträger nach Punkt 1 und 5 oder 1,5 und 6, gekennzeichnet dadurch,

daß zwischen Korrekturschwenkarm (10) und Führungsarm (11) eine Steuerkurvenscheibe (17) drehbar gelagert ist, deren Kurvenverlauf radial ansteigend so gestaltet ist, daß in einer Endstellung der Steuerkurvenscheibe (17) das Ende des Korrekturschwenkarmes (10) an der Korrekturkurve (16) anliegt und in der anderen Endstellung das Ende des Korrekturarmes (10) um ein Maß von der Korrekturkurve (16) entfernt wird, welches so bemessen ist, daß unter Berücksichtigung aller wirksamen Hebelverhältnisse die Schleifscheibe (9) aus der Zahnlücke des Werkstückzahnrades (18) ausschwenkbar ist_o

8· Werkzeugträger nach Punkt 1, 5, 6 und 7, gekennzeichnet dadurch,

daß die 3-fceuerkurvenscheibe (17) einen Kurvenabschnitt aufweist, durch welchen das Ende des Pührungsannes (11) geringfügig von der Richtungsführung (15) abgehoben wird.

9· Werkzeugträger nach Punkt 1 oder 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch,

daß die Pührungssäule (4) als Hydraulikkolben (19) ausgebildet ist und die Gegenführung im Mhrungsgehäuse (5) durch den zugeordneten Hydraulikzylinder (20) gebildet ist oder umgekehrt·

10· Werkzeugträger nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch,

daß der Masseschwerpunkt aller Seile des Werkzeugträgers im Bereich der Achse der Führungssäule (4) konzentriert ist·

HieraiJlJSeiten Zeichnungen