DD215736B1

DD215736B1 - Schleifkoerper mit innenkuehlung und dazugehoeriger schleifkoerperaufnahme

Info

Publication number: DD215736B1
Application number: DD25128383A
Authority: DD
Inventors: Joachim Quandt; Juergen Ruehle; Andreas Jehmann; Uwe Bernau
Original assignee: Werkzeugmasch Okt Veb
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1987-10-14
Also published as: DE3415498A1; DD215736A1; CH665988A5

Description

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper, vorzugsweise aufgebaut aus Schleifkorpersegmenten mit radialen Kanälen und der dazugehörigen Schleifkorperaufnahme, insbesondere fur eine Zahnfiankenschleifmaschine, die im Teilwalzverfahren mit Doppelkegelschleifkorper arbeitet

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Die beim Schleifprozeß auftretenden großen Energien werden zu einem erheblichen Teil an der Schnittstelle in Warme umgewandelt, die die Oberflachenschicht der geharteten Zahnflanke erwärmt und zu thermisch bedingten Schleiffehlem fuhrt Einerseits kommt es dabei zu einem Anlassen der Zahnflanke und einer daraus resultierenden Verringerung der Harte Dieser Schleiffehler äußert sich durch verschiedenen Anlaßfarben, die als Brandflecken sichtbar werden Beim zweiten thermisch bedingten Schleiffehler findet ebenfalls ei η Anlaß Vorgang statt Die Einwirkung des Ku hlmediums fuhrt zu einer sekundären Härtung der Zahnflanke und zu einer unterschiedlichen Gefugeausbildung Damit verbundene Volumenunterschiede zwischen ferritischem, austenitischem und martensitischem Gefuge fuhren zu Spannungen in den Oberf lachenschichten, die Schleif risse zur Folge haben können In der schleiftechnischen Praxis wird die max Zustellung, bei der diese thermisch bedingten Schleiffehler gerade noch nicht auftreten, als Grenzzustellung bezeichnet Einfluß auf die Grenzzustellung und somit auf die Produktivität beim Zahnflankenschleifen haben die Werkstoffeigenschaften und Verzahnungsparameter des Zahnrades, die technologischen Schnittbedingungen, die Kuhlschmierung und die spezifische Schnittkraft

Von diesen Einflußgroßen lassen sich im wesentlichen nur die spezifische Schnittkraft und die Kuhlschmierung beeinflussen Die Erhöhung der Wirksamkeit der Kuhlschmierung führte zu verbesserten Lösungsvorschlägen fur eine Zufuhrung des Kuhlschmiermittels an der Peripherie des Schleifkorpers

So ist eine Einrichtung bekannt, bei der die zu Verfugung stehende Menge des Kuhlschmiermittels beim Zahnflankenschleifen mit Doppelkegelschleifkorper jeweils der Zahnflanke zugeführt wird, die gerade geschliffen wird (DD-WP 142 678) Bei einer weiteren fortschrittlichen Losung beim Zahnformschleifen (Fa Liebherr, BRD) ist die Zufuhrduse als Formdüse ausgebildet, die das aktive Profil des Schleifkorpers umschließt Synchron mit der Abnchtzustellung wird die Zufuhrduse zum Schleifkörper nachgefühlt, so daß immer eine konstante Spaltbreite vorhanden ist

Nachteilig bei diesen Losungen ist, daß das Kühlschmiermittel durch den sich drehenden Schleifkörper fortgeschleudert wird und nur ein geringer Teil гиг aktiven Schleifzone gelangt

Des weiteren ist zum Nachfuhren der Düsen ein erheblicher technischer Aufwand erforderlich Es wurden daher Losungen fur eine Innenkühlung vorgeschlagen, bei denen das Kuhlschmiermittel innerhalb der Aufnahmebohrung des Schleifkörper zugeführt wird und vermöge der Fliehkraft in die Hohlräume des Schleifkörper diffundiert und nach außen dringt Aufgrund der geringen Menge des Kühlschmiermittel, des an der Peripherie des Schleifkörper anlangt, ist dieses Verfahren fur das Zahnflankenschleifen nicht geeignet Durch verunreinigtes Kühlschmiermittel verstopfen die Hohlräume sehr schnell Bei einer weiteren bekannten Losung (DE-PS 884005) ist der Schleifkörper mit in der Arbeitsfläche mundenden Kanälen versehen, über die das Kuhlschmiermittel zugeführt wird Die Herstellung eines solchen Schleifkörper mit Kanälen ist mit den bekannten Herstellungsverfahren mit einem höheren technischen Aufwand verbunden Das Kühlschmiermittel wird gleichzeitig allen in der Arbeitsfläche des Schleifkörper mundenden Kanälen zugeführt Insbesondere beim Zahnflankenschleifen ist der Einsatz des vorgeschlagenen Schleifkörper aus mehreren Gründen nicht möglich Zur Erzielung eines kühlen Schliffes sind große Zufuhrungen des Kühlschmiermittel erforderlich, damit an der aktiven Schleifzone eine genugende Menge zur Verfugung steht

Dies erfordert einen großen Flachenbedarf fur den Sammelbehalter des Kuhlschmiermittels und fur die erforderlichen Filtereinrichtungen sowie die Realisierung großer Ruckfuhrungskanale Damit steigen der Energiebedarf zur Forderung und Kühlung sowie die Betriebskosten

Fur das Prazisionsschleifen ist eine genaue und steife Aufnahme des Schleifkörper erforderlich Die Erfüllung dieser Forderung ist mit dem in DE PS 884005 beschriebenen Schleifkörper nicht möglich Zur Verringerung der spezifischen Schnittkraft werden Schleifkörper geringerer Harte und größerer Porosität empfohlen Beim Prazisionsschleifen, insbesondere Zahnflankenschleifen, sind diesen Maßnahmen jedoch Grenzen gesetzt, da sich die Gefahr verschleißbedingter Teilungsabweichungen vergrößert

Zur Erzielung einer geringen spezifischen Schnittkraft und eines kuhleren Schliffes und aus technischen Gründen anderer Art wie ζ B Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit und Herstellbarkeit großer Schleifkörper wurde daher insbesondere bei großen Schleifkorpern der Aufbau aus Segmenten vorgeschlagen Gleichzeitig sind beim Einsatz von Schleifsegmenten Maßnahmen vorzusehen, die ein Herauslosen aus dem Schleifkorperverband durch auftretende Fliehkräfte verhindern So ist eine Erfindung eines Segmentschleifkorpers beim Schleifen im Unfangsschliff nach DD WP 97584 bekannt, bei dem der Fuß des Segmentes trapezförmig ausgebildet ist

Bei einer Erfindung nach DE OS 2161 942 wird der Einsatz selbstsichernder Schleifsegmente vorgeschlagen, wobei die Segmente gegeneinander verzahnt oder verkeilt werden und bei der Verzahnung oder Verkeilung Offnungen vorgesehen sind, die zur Kühlung der Segmente dienen wobei das Kuhlmittel tangential zur Schleifkorperachse zugeführt wird In den beschriebenen Formen ist der Einsatz der vorgeschlagenen Schleifsegmente beim Zahnflankenschleifen gehärteter Zahnrader nicht anwendbar, da sie fur das Stirnschleifen vorgesehen sind Bisher eingesetzte Schleifkörper beim Zahnflankenschleifen sind als Monoblock geringer Eigensteifigkeit ausgeführt Nachteilig ist weiterhin, daß im Bereich der Schleifscheibenbohrung tangential Zugspannungen auftreten

Zur Erhöhung der Schleifleitung und der geschliffenen Qualltat der Werkstucke wurden Maßnahmen zur Verbesserung der Einspannmoghenkelten vorgeschlagen

In den Erfindungen DE-OS 2405048 und DE-OS 2405028 sind Losungen beschrieben, bei denen sich die Aufnahmevornchtungen der Schleifkörper den Unebenheiten in der Einspannzone anpassen, wodurch Biegespannungen und axiale Verformungen vermieden werden, bei der gleichzeitigen Erzielung hoher Haftbeiwerte

Die vorgeschlagenen Losungen erfordern einen höheren technischen Aufwand durch den Einsatz ring- oder plattenförmiger Zwischenglieder

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Arbeitsproduktivität und Arbeitsgenauigkeit beim Zahnflankenschleifen zu steigern, ohne den Aufwand zur Herstellung des Erzeugnisses wesentlich zu erhohen, bei Beibehaltung bzw Reduzierung der Betriebskosten

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die aus einem Schleifkörper und einer Schleifkorperaufnahme besteht, um die Wirksamkeit des zur Verfugung stehenden Kuhlschmiermittels an den Schnittstellen zwischen Schleifkörper und Zahnflanke zu erhohen sowie die Steifigkeit des Gesamtsystems Schleifkorperaufnahme/ Schleifkörper zu steigern Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß Schleifkorpersegmente fugenlos zu einem geschlossenen Schleifkörper, ausgebildet als Doppelkegelschleifkorper, zusammengesetzt sind und die Schleifkorpersegmente an den Fugestellen mit je zwei radial verlaufenden, vorzugsweise halbkreisförmigen Nuten versehen sind, wobei diese Nuten jeweils Hälften von Kanälen des Schleifkörper sind, und daß ein Aufnahmeflansch des Schleifkörper sind, und daß ein Aufnahmeflansch des Schleifkörper mit Bohrungen ausgeführt ist, die den Kanälen zugeordnet sind Der Aufnahmekorperfur die Schleifkorpersegmente wird im Durchmesser großer und kompakter als bisherige Aufnahmekorperfur Schleifkörper mit Bohrung gestaltet

Sowohl die Schleifkorpersegmente als auch die Aufnahmekorper sind mit konzentrisch verlaufenden Nuten versehen, in denen handelsübliche Rund ringe eingelegt sind

Bei einer weiteren Ausfuhrungsform weisen die Segmente einen schwalbenschwanzformigen Fuß auf, der formschlüssig mit dem Aufnahmegrundkorper verbunden ist

Die Zufuhrungskanale mit Zufuhrungsnuten fur das Kuhlschmiermittel in der Schleif korperauf nah me sind so ausgeführt, daß die radialen Fuhrungskanale nur dann mit Kühlschmiermittel beaufschlagt werden, wenn die Segmente Schleifkontakt haben Die Vorteile der erfmdungsgemaßen Losung bestehen darm, daß zur Zufuhrung des Kuhlschmiermittels zur Schnittstelle vorhandene Fliehkräfte genutzt werden und das Kühlschmiermittel direkt zur Kontaktzone zwischen Schleifkörper und Zahnflanke gefuhrt wird Unabhängig vom Durchmesser des Schleifkörper liegen immer gleiche Zufuhrbedingungen fur das Kuhlschmiermittel vor, ohne daß dazu ein zusatzlicher technischer Aufwand erforderlich ist Durch die Erfindung der Gesamtsteifigkeit des Systems ist ebenfalls eine Erhöhung der Drehmomentenubertragung zwischen Schleifspindel und Schleifscheibe möglich Die vorgeschlagenen Losungen fuhren zu einer Steigerung der Produktivität und Genauigkeit vorzugsweise an Zahnflankenschleifmaschinen, bedingt durch Veränderungen der Schleifkorpergestaltung, Schleifkorperaufnahme und geeignete Zufuhrung des Kuhlschmiermittels

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert werden In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig 1 Schnitt durch Schleifkörper und Schleifkorperaufnahme

Fig 2 Schnitt A-A der Fig 1

Fig 3 Schleifkörper, zusammengesetzt aus Schleifkorpersegmenten

Fig 4 Schnitt B-B der Fig 3

Fig 5 Besondere Ausfuhrungsform eines Schleifkorpersegmentes

Fig 6 Doppelkegelschleifkorperals Monoblock

Im Ausfuhrungsbeispiel bilden vierSchleifkorpersegmente 1 einen Schleifkörper 2, der als Doppel kegel schleifkörper ausgebildet

Die Schleifkorpersegmente 1 sind mit vier radial verlaufenden Nuten 3, 4 und mindestens mit zwei konzentrisch verlaufenden Nuten 5, 6 versehen Dabei sind die vier radial verlaufenden Nuten 3, 4jeweils einem Kegelmantel 7, 8 des Doppelkegelschi elf korpers zugeordnet

Die Schleifkorpersegmente 1 wurden mit einem Klebemittel 9 fugenlos zusammengesetzt Auf diese Weise bilden die radial verlaufenden Nuten 3, 4 Kanäle 10, 11 im zusammengesetzten Schleifkörper Die Schleifkorperaufnahme fur den Schleifkörper 2 besteht aus einem Aufnahmeflansch 12 und einem Spannflansch 13 Im Aufnahmeflansch 12, der mit einer Schleifspindel 14 verbunden ist, sind Bohrungen 15, 16 angebracht, die den Kanälen 10, 11 des Schleifkörper 2 zugeordnet sind Der Schleifkörper 2 ist mit einer Abdeckhaube umgeben, die aus einer an der Schleifspindel 14 befestigten Kappe 17 und einem Deckel 18 besteht

Am Deckel 18 ist em Flansch 19 angebracht, der mit Bohrungen 20, 21 und Ringnuten 22, 23 versehen ist, wobei die Ringnuten 22, 23 den Bohrungen 15, 16 des Aufnahmeflansches 12 zugeordnet sind

Am Flansch 19 sind Schlauche 24, 25 befestigt

Zwischen dem Aufnahmeflansch 12 und dem Spannflansch 13 sowie dem Schleifkörper 2 sind Rundnnge 26 angeordnet, wobei die Rundringe 26 in die Nuten 5, 6 der Schleifkorpersegmente 1 und die Nut 27 des Aufnahmeflansches 12 bzw in die Nut 28 des Spannflansches 13 eingelegt sind

Bei einer weiteren Ausfuhrungsform der Schleifkorpersegmente 1 nach Fig 5 weisen diese einen trapezförmigen Fuß auf Zur Aufnahme des trapezförmigen Fußes sind der Aufnahmeflansch 12 und der Spannflansch 13 entsprechend gestaltet Diese Ausfuhrung ist nicht naher dargestellt

Der Schleifkörper 2 kann weiterhin nach Fig 6 als Monoblock mit eingearbeiteten Kanälen 10, 11 ausgeführt sein Die Wirkungsweise der erfmdungsgemaßen Losung ist wie folgt Der Schleifkörper 2 wird als kompakte Baueinheit mit dem Aufnahmeflansch 12 und dem Spannflansch 13 vormontiert und auf die Schleifspindel 14 gesetzt Dabei werden zwischen den Schleifkorpersegmenten 1 und dem Aufnahmeflansch 12 bzw Spannflansch 13 Rundringe 26 eingelegt, einerseits als Fliehkraftsicherung der Schleifkorpersegmente 1, andererseits zur Verbesserung der Spannbedmgungen und der Momentenubertragung

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig 5 werden keine Rundnnge 26 eingelegt

Der Deckel 18 mit dem Flansch 19 und den Schlauchen 24, 25 werden mit der Kappe 17 verbunden Durch definierte Einstellung des Flansches 19 mit seinen Ringnuten 22, 23 erfolgt eine Zufuhrung des Kühlschmiermittel nur zu den Kanälen 10, 11, die sich in der Schleifzone befinden

Nach dem Anlauf der Schleifspindel 14 wird vor Schleifbeginn ein Kuhlschmiermittelstrom dem Schlauch 24 und/oder 25 von einem nicht naher dargestellten Druckstromerzeuger zugeführt

Befindet sich der Kegelmantel 7 des Schleifkörpers 2 in Schleifkontakt, wird der Kühlschmiermittelstrom über eine nicht näher dargestellte Umsteuereinheit dem Schlauch 25 und über die Bohrungen 20 und 15 den Kanälen 10 zugeführt. Über die Ringnut 22 wird das Kühlschmiermittel nur den Kanälen 10 zu geführt, die sich im Bereich der zu schleifenden Zahnflanken des Zahnrades befinden.

Ist der Kegelmantel 8 in Schleifkontakt, wird über den Schlauch 24, Bohrung 21, Ringnut 23, Bohrung 16 das Kühlschmiermittel den Kanälen 11 zugeführt.

Beim Zweiflankenschliff erhalten dieKanälelO, 11 gleichzeitig Kühlschmiermittel vom Druckstromerzeuger über die nicht näher dargestellte Umsteuereinheit.

Durch die Fliehkraft des sich drehenden Schleifkörpers 2 wird das Kühlschmiermittel mit erheblicher Geschwindigkeit der

Kontaktstelle zwischen Schleifkörper 2 und Zahnrad zugeführt.

Claims

1. Schleifkörper und Schleifkorperaufnahme, insbesondere fur eine Zahnflankenschleifmaschine, die im Teilwalzverfahren mit Doppelkegelschleifkorper arbeitet, gekennzeichnet dadurch, daß Schleifkorpersegmente (1) fugenlos zu einem geschlossenen Schleifkörper (2), ausgebildet als Doppelkegelschleifkorper, zusammengesetzt sind und die Schleifkorpersegmente (1) an den Fugestellen mit je zwei radial verlaufenden, vorzugsweise halbkreisförmigen Nuten (3; 4) versehen sind, wobei diese Nuten (3; 4) jeweils Hälften von Kanälen (10; 11) des Schleif korpers (2) sind, und daß ein Aufnahmeflansch (12) des Schleifkorpers (2) mit Bohrungen (15; 16) ausgeführt ist, die den Kanälen (10; 11) zugeordnet sind.

2. Schleifkörper nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der Kanal (10) einem Kegelmantel (7) und der Kanal (11) einem Kegelmantel (8) des Schleifkorpers (2) zugeordnet ist.

3. Schleifkörper nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Schleifkorpersegmente (1) an ihren Fugestellen mit einem bekannten Klebemittel (9) zusammengefugt sind.

4. Schleifkörper und Schleifkörperaufnahme nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Schleifkörper (2) an den Seitenflachen mit konzentrisch verlaufenden Nuten (5; 6) versehen ist und daß der Aufnahmeflansch (12) und ein Spannflansch (13) gleichfalls konzentrisch verlaufende Nuten (27; 28), die den Nuten (5; 6) zugeordnet sind, aufweist, wobei zwischen den Nuten (2) und (27) bzw. (6) und (28) Rundringe (26) eingelegt sind.

5. Schleifkörper nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schleifkörper (2) als Monoblock ausgeführt ist, der paarweise angeordnete Kanäle (10; 11) aufweist.

6. Schleifkörper nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schleifkorpersegmente (1) einen schwalbenschwanzformigen Fuß aufweisen.

7. Schleifkorperaufnahme nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Flansch (19) fest mit einem Deckel (18) einer Schleifkorperabdeckung verbunden ist, daß der Flansch (19) Bohrungen (20; 21) und Ringnuten (22; 23) aufweist und Zufuhrelemente, vorzugsweise Schlauche (24; 25) an ihm angeordnet sind und daß der Flansch (19) gegenüber dem Deckel (18) verdrehbar ist und mit dem Deckel (18) geklemmt werden kann.