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Zustelleinrichtung für Werkzeugschlitten einer Schleif-, insbesondere
Zahnflankenschleifmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Zustelleinrichtung
für den Werkzeugschlitten einer Schleifmaschine, insbesondere einer Zahnflankenschleifmaschine,
bei der der wirksame Zustellweg durch einen Anschlag begrenzt ist.
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Es ist bereits eine Zustelleinrichtung bekannt, bei der ein die Schleifscheibe
tragender Schlitten gegenüber dem Werkstück durch eine Gewindespindel zugestellt
wird, die an einer mit einem entsprechenden Gewinde versehenen Buchse an dem Schlitten
angreift, wobei eine Drehbewegung mit der Hand bewirkt werden kann, um die Schleifscheibe
gegenüber dem Werkstück einzustellen, und wobei die selbsttätige Vorschubeinrichtung
eine axiale Vorschubbewegung hervorrufen kann. Um die axiale Bewegung zu bewirken,
ist ein Ende der Gewindespindel durch eine Verbindungsstange mit einem Exzenter
gekuppelt, der auf einer sich in der Querrichtung erstrekkenden drehbaren Welle
angeordnet ist, die ihrerseits durch eine mit einem auf der Welle sitzenden Zahnrad
kämmende Zahnstange gedreht wird, wobei eine intermittierende Betätigung durch ein
zugemessenes hydraulisches Strömungsmittel erfolgt. Wenn es sich bei dem zu schleifenden
Werkstück um ein Zahnrad handelt, wird das Werkstück auf einen Dorn aufgesetzt,
der durch einen Indexmechanismus intermittierend gedreht wird und durch einen hin-
und herbewegbaren Schlitten gegenüber der Schleifscheibe axial bewegt werden kann.
Das Querschnittsprofil der Schleifscheibe wird dabei durch eine Abrichteinrichtung
geformt, die ebenfalls auf der Maschine angeordnet ist und gelegentlich betätigt
wird, um das durch die Abnutzung veränderte Profil wieder zu berichtigen.
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Zwar läßt sich die bekannte Konstruktion zum selbsttätigen Schleifen
der Zähne eines Zahnrades benutzen, doch ist die Genauigkeit des geschliffenen Werkstückes
nicht so hoch wie die Genauigkeit, die eine geübte Bedienungsperson durch geeignetes
Steuern einer Profilschleifmaschine erreichen kann. Dies beruht auf der Tatsache,
daß sich die Schleifscheibe während des Schleifens stets abnutzt, wodurch nicht
nur das Profil verändert, sondern auch die Größe der Schleifscheibe geringfügig
vermindert wird. Wenn die Zähne eines Zahnrades nacheinander mit Hilfe einer Profilschleifscheibe
geschliffen werden, nachdem die Schleifscheibe abgerichtet worden ist, so werden
nicht sämtliche Zähne bezüglich ihres Profils und ihres radialen Abstandes von der
Drehachse genau gleich ausfallen. Das Ausmaß der Abnutzung und der Änderung des
Profils der Schleifscheibe ist der Schnittiefe am Werkstück proportional, so daß
man beim Fertigschleifen nur eine geringe Werkstoffmenge abtragen darf, wenn eine
hohe Genauigkeit gewährleistet sein soll. Eine geübte Bedienungsperson kann ein
solches Ergebnis erzielen, doch macht dies bei den bis heute benutzten automatischen
Vorschubeinrichtungen Schwierigkeiten. Bei der erwähnten Konstruktion richtet sich
die Zustellung der Schleifscheibe bei jedem Durchgang nach der dem Zylinder zugemessenen
hydraulischen Flüssigkeit, und diese Menge ist bei den aufeinanderfolgenden Durchgängen
jeweils die gleiche. Der letzte Durchgang der Schleifscheibe wird durch einen Anschlag
begrenzt, an den das Ende der Zahnstange anschlägt, doch wird hierdurch nicht gewährleistet,
daß sämtliche geschliffenen Teile, z. B. sämtliche aufeinanderfolgenden Zähne des
Zahnrades, genau die gleichen Abmessungen erhalten.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Zustelleinrichtung für den Werkzeugschlitten
einer Schleifmaschine zu schaffen, die es ermöglicht, den Werkzeugschlitten vollautomatisch
um außerordentlich kleine Strecken mit großer Genauigkeit zu verschieben.
Dieses
Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Unterteilung des wirksamen
Zustellweges in zwei Abschnitte, von denen wenigstens der letzte Abschnitt einer
sehr klein bemessenen Feineinstellung zugeordnet ist, ein in seiner Lage zu dem
die Zustellbewegung bewirkenden Antriebsteil verstellbarer erster Anschlag vorgesehen
ist, der durch ein festes Begrenzungsglied in einer ersten Stellung und durch ein
einstellbares Begrenzungsglied in einer zweiten Stellung festlegbar ist, und daß
zur Festlegung eines weiteren Zustellabschnittes ein zweiter, zu dem die Zustellbewegung
bewirkenden Antriebsteil einstellbarer Anschlag vorgesehen ist, der wahlweise unter
Beibehaltung seiner Einstellung außer Wirkung gebracht werden kann.
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Vorzugsweise wird bei der Konstruktion gemäß der Erfindung der mit
dem die Zustellbewegung bewirkenden Antriebsteil zusammenwirkende verstellbare erste
Anschlag von einem eine Schrägfläche aufweisenden Nocken gebildet und dieser Nocken
mit einem in einem Zylinder verschiebbaren Kolben verbunden, wobei die Verschiebung
dieses Kolbens durch das feste Begrenzungsglied und das einstellbare Begrenzungsglied
begrenzt ist.
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Zweckmäßigerweise besteht der zweite Anschlag aus einem Schwenkstück,
das durch Schwenken in oder außer Fluchtung mit dem die Zustellbewegung bewirkenden
Antriebsteil bringbar ist.
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Alternativ kann der zweite Anschlag aus einem verschiebbaren Glied
bestehen, das- in oder außer Fluchtung mit dem die Zustellbewegung bewirkenden Antriebsteil
verschiebbar ist.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Fig. 1 ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Teil der mit
einer automatischen Vorschubeinrichtung versehenen Schleifmaschine; Fig. 2 ist ein
waagerechter Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. l; Fig. 3 ist ein Querschnitt
längs der Linie 3-3 in Fig. 4; Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig.
3; Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2; Fig. 6 ist ein Schnitt
längs der Linie 6-6 in Fig. 5. Die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung ist im allgemeinen
auf einem Teil eines Gestells einer Schleifmaschine (nicht dargestellt) angeordnet,
der auch den Schlitten für die Profilschleifscheibe unterstützt, welcher durch die
Vorschubeinrchtung betätigt wird.
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In Fig. 1 und 4 stellt A einen Rahmenabschnitt dar, in dem eine Welle
B so gelagert ist, daß sie sich durch eine in dem Gestell der Schleifmaschine vorgesehene
Kammer 1 erstreckt. Auf der Welle B ist in der Mitte der Kammer ein Exzenter 2 befestigt.
Das Bezugszeichen C bezeichnet eine Verbindungsstange, die auf dem exzentrischen
Abschnitt der Welle B mit Hilfe von Rollenlagern 3 drehbar gelagert ist. An ihrem
unteren Ende ist die Verbindungsstange C durch einen Querbolzen 4 an einem Bauteil
D angelenkt, der gleitende Bewegungen quer zur Mittelachse der Welle B in einer
Lagerbohrung 5 des Gestells ausführen kann. Der Bauteil D ist hohl, und in seine
Höhlung hinein erstreckt sich der Endabschnitt einer Spindel E, die mit dem Bauteil
D durch Axialkräfte übertragende Rollenlager 6 so verbunden ist, daß sie zusammen
mit dem Bauteil D axiale Bewegungen ausführt, sich jedoch gegenüber dem Bauteil
D ungehindert drehen kann. Die Spindel E ist mit einem Gewinde versehen und mit
dem hier nicht gezeigten Schlitten für die Schleifscheibe durch eine Mutter so verbunden,
daß der Schlitten sowohl durch Drehen der Spindel als auch durch eine axiale Bewegung
derselben betätigt werden kann. Auf der Welle B ist ein Ritzel 7 befestigt; dieses
Ritzel arbeitet mit einem zahnstangenförmigen Antriebsteil F zusammen, der sich
quer zur Mittelachse der Welle B erstreckt und in Lagerungen innerhalb des Gestells
gleitend bewegbar ist. Der Antriebsteil F wird hydraulisch betätigt und trägt zu
diesem Zweck an seinen beiden Enden jeweils einen Kolben 8 bzw. 9, die in innerhalb
des Rahmenteils A vorgesehenen Zylindern 10 bzw. 11 arbeiten. Einem der beiden Zylinder
wird intermittierend ein zugemessenes Druckmittel zugeführt, während aus dem anderen
Zylinder ein Teil des Druckmittels ausgetrieben wird, wodurch der Antriebsteil F
schrittweise bewegt und die Welle B neben dem Exzenter 2 entsprechend gedreht wird.
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Gemäß Fig. 2 ist am linken Ende des Gestells A ein Gehäuse 12 befestigt.
In der Wand dieses Gehäuses ist in unmittelbarer Nähe des Gestells ein Lager 13
für einen zylindrischen Anschlag H ausgebildet; dieser Anschlag H ist gleichachsig
mit dem Zylinder 10 angeordnet. Das in dem Gehäuse 12 liegende Ende des zylindrischen
Anschlags H trägt einen verdickten, gegabelten Kopf 14, in dessen Gabelung eine
Rolle 15 auf einem Balzen 16 drehbar gelagert ist. Quer durch das Gehäuse 12 erstreckt
sich in der Ebene der Mittellinie des zylindrischen Anschlags H rechtwinklig zu
dieser Mittellinie eine Führung 1, auf der ein Anschlag J gleitend beweglich angeordnet
ist, der weiterhin als erster Anschlag bezeichnet wird. Dieser Anschlag J trägt
einen Nocken 17, dessen Schrägfläche mit der Rolle 15 in Berührung steht. Ferner
erstreckt sich von dem ersten, verstellbaren Anschlag J aus ein Arm 18 nach unten.
Der Arm 18 ist an einer Kolbenstange K befestigt, die einem Kolben 19, der in einem
in dem Gehäuse 12 ausgebildeten Zylinder 20 befestigt ist. Außerdem ist am Zylinder
20 noch ein äußeres Kopfstück 22 befestigt. In dem Kopfstück 22 ist ein einstellbares
Begrenzungsglied 23 gleitend beweglich angeordnet, das in den Zylinder hineinragt
und in verschiedene Stellungen gebracht werden kann, um die Hublänge des Kolbens
19 zu begrenzen. Ein Abschnitt des einstellbaren Begrenzungsgliedes 23 ist mit einem
Außengewinde versehen und arbeitet mit einer Mutter 24 zusammen, der in dem Kopfstück
22 drehbar gelagert ist, so daß das Begrenzungsglied 23 beim Drehen der Mutter in
der einen oder anderen Richtung gegenüber dem Zylinder nach innen oder außen bewegt
wird. Der weiter außen liegende Teil des Begrenzungsgliedes 23 trägt eine Skaleneinteilung
25, die die Einstellung des Anschlagteils H erkennen läßt. Mit den beiden Enden
des Zylinders 20 sind hydraulische Leitungen 26 und 27 verbunden, durch die abwechselnd
ein Druckmittel zugeführt werden kann, um den Kolben 19 von einem Ende seiner freien
Hublänge zum anderen Ende zu bewegen. Wenn das einstellbare Begrenzungsglied 23
ganz aus dem Zylinder 20 herausgezogen ist, wird der Kolben über die ganze
Länge des Zylinders bewegt, und unter Vermittlung durch die Stange K und den Arm
18 bewegt er den Nocken 17 über die ganze Länge seiner Bewegungsstrecke. Hierdurch
wird über die Rolle 15
der Anschlag H zwischen zwei Stellungen bewegt,
deren Entfernung voneinander von der Hubhöhe des Nockens abhängt. Wenn man jedoch
das einstellbare Begrenzungsglied 23 nach innen verstellt, kann man den Abstand
zwischen den beiden Stellungen des Anschlags H auf jeden beliebigen Wert verkleinern.
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Normalerweise wird der Kolben 19 mit dem festen Begrenzungsglied 21
am unteren Ende des Zylinders 20 (Fig. 5) in Berührung stehen, wodurch der Anschlag
H so eingestellt ist, daß er die Bewegung des Antriebsteils F am Ende des Vorschleifens
unterbricht. Dann kann man den Anschlag H so weit verstellen, wie es die Stellung
des Begrenzungsgliedes 23 zuläßt, und nach dem erneuten Abrichten der Schleifscheibe
kann man eine Fertigbearbeitung auf die gewünschte Tiefe vornehmen.
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Um dem geschliffenen Werkstück eine hohe Genauigkeit zu geben und
das Zahnrad mehr als einmal längs seines ganzen Umfangs zu schleifen und die Schleifscheibe
vor jedem weiteren Durchgang erneut abzurichten, ist ein zweiter Anschlag L in einem
GehäuseM am rechten Ende des Rahmens A vorgesehen (Fig. 2). Eine mit dem Antriebsteil
F verbundene Stange N erstreckt sich von der Zahnstange aus bis in das Gehäuse M
hinein, und der Anschlag L, der sich in seiner normalen Stellung außerhalb der Bewegungsbahn
der Stange N befindet, läßt sich erforderlichenfalls in Fluchtung mit der Stange
bringen. Gemäß Fig. 2 ist das Anschlagstück L an dem Gehäuse M bei 28 derart drehbar
gelagert, daß es Schwenkbewegungen in bzw. außer Fluchtung mit der Stange N ausführen
kann. In dem freien Ende des Anschlagstücks L ist ein verstellbarer Anschlagstift
29 angeordnet, der durch eine Schwenkbewegung des Arms in Fluchtung mit der StangeN
gebracht werden kann. Die Verstellung des Anschlagstiftes wird durch eine Gewindeverbindung
zwischen dem Stift und dem Bauteil L ermöglicht. Nach dem Einstellen des Stiftes
29 kann dieser mittels einer Klemmschraube 30 gesichert werden. Das Bezugszeichen
31 (Fig. 1) bezeichnet eine nach unten gerichtete Verlängerung am äußeren Ende des
Gehäuses M, die einen Elektromagneten O mit einem sich beim Einschalten des Elektromagneten
nach oben bewegenden Kern 32 enthält. Das obere Ende dieses Kerns berührt ein abgerundetes
Kopfstück33 an dem AnschlagträgerL, so daß dieser beim Einschalten des Elektromagneten
derart bewegt wird, daß der Anschlagstift 29 mit der Stange N fluchtet. Wenn
der Anschlagträger L seine normale Lage einnimmt, behindert er die freie
Bewegung des Antriebsteils F und der Verlängerungsstange N nach rechts nicht (s.
Fig. 1 und 2). Wenn der Anschlag L jedoch benutzt werden soll, setzt man den Elektromagneten
unter Strom, so daß der Stift 29 in die Bahn der Stange N gebracht wird. Wenn das
Werkstück vor der Fertigbearbeitung halbfertig geschliffen werden soll, stellt man
das Begrenzungsglied 23 zuerst so ein, daß der Abstand zwischen den beiden Anschlagstellungen
des Anschlagstückes H der Summe der Tiefe der Materialabtragung beim Halbfertigschleifen
und beim Fertigschleifen entspricht. Dann wird der Kolben 19 gemäß Fig. 5 nach unten
bewegt, um ihn in Berührung mit dem Begrenzungsglied 21 zu bringen, woraufhin der
Elektromagnet O eingeschaltet wird, um den Stift 29 in die Bahn der Stange N zu
schwenken. Nunmehr kann man den Stift 29 in dem Bauteil L in Richtung auf
dieStange N verstellen, bis sein Abstand von der Stange dem Betrag der Materialabtragung
während des Halbfertigschleifens minus des Fertigschleifens entspricht. Hierauf
wird der Kolben 19 so weit nach oben bewegt, wie es der Anschlagstift 29 zuläßt;
bei dieser Stellung wird das Werkstück halbfertig geschliffen. Danach wird die Schleifscheibe
erneut abgerichtet, und der Elektromagnet wird ausgeschaltet, damit der Bauteil
L den Stift 29 aus der Bahn der Stange N herausschwenken kann; nunmehr
wird der Kolben 19 weiter nach oben bewegt, bis er das Begrenzungsglied 23 berührt;
hierdurch wird der Anschlag H gemäß Fig. 2 um einen Betrag nach rechts bewegt, der
der Schleiftiefe beim Fertigschleifen entspricht.
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Man erkennt, daß es bei der erfindungsgemäßen Konstruktion möglich
ist, sowohl für das Vorschleifen bzw. Halbfertigschleifen als auch für das Fertigschleifen
jeweils eine vorbestimmte Schleiftiefe für die Schleifscheibe festzulegen. Ferner
lassen sich diese Schleiftiefen in der Größenordnung von einigen zehntausendstel
Zoll genau einstellen. Jede Ungenauigkeit des vorgeschliffenen Werkstücks bezüglich
des Profils oder der radialen Abmessung gegenüber einer gemeinsamen Achse läßt sich
automatisch mit einer Genauigkeit berichtigen, die ebenso hoch oder sogar noch höher
ist als die Genauigkeit, die eine geübte Bedienungsperson bei der Steuerung der
Maschine mit der Hand erzielen kann.