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Schleifmaschine für verzahnte Werkstücke Die Erfindung bezieht sich
auf eine Schleifmaschine für verzahnte Werkstücke, bei der das Werkstück auf einem
Quersupport zu einer hin- und herbewegbaren Schleifscheibe verschiebbar und mittels
einer Wiege schwenkbar angebracht ist.
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Bei Maschinen dieser Art ist es bekannt, die Schwenkbewegung der Wiege
auf das mit einem Dorn zwischen Spitzen gelagerte Werkstück mit einem Mitnehmer
zu übertragen, wie er auch an Drehbänken und sonstigen Werkzeugmaschinen benutzt
wird, wenn das Werkstück zwischen Spitzen gelagert werden soll. Während bei Werkzeugmaschinen
üblicher Art, insbesondere Drehbänken, derartige Mitnehmer keine nachteilige Wirkung
auf die Arbeitsgenauigkeit haben, ist es bei Präzisionsschleifmaschinen für verzahnte
Werkstücke unvermeidlich, daß die Teilungsgenauigkeit durch ein vom Mitnehmer hervorgerufenes
zusätzliches Spiel in der Umfangsrichtung wesentlich verschlechtert werden kann.
Wenngleich man bei den bekannten Maschinen der vorliegenden Art dieses durch den
Mitnehmer hervorgerufene zusätzliche Spiel verhältnismäßig klein halten kann, so
ist es doch als solches wegen der notwendigen Beweglichkeit zwischen Mitnehmer und
Werkstückdorn grundsätzlich notwendig. Außerdem sind auch der Mitnehmer und sein
Gegenelement auf dem Werkstückdorn dem Verschleiß unterworfen, so daß das Spiel
zwischen diesen beiden Elementen während der Lebensdauer der Maschine zunimmt. Ferner
stellt der Mitnehmer wegen seiner bei jedem Auswechseln des Werkstückes zu lösenden
Verbindung mit seinem Gegenelement auf dem Werkstückdorn einen besonders gefährdeten
Maschinenteil dar.
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Es sind bereits Schleifmaschinen für verzahnte Werkstücke bekanntgeworden,
bei welchen eine unmittelbare Verbindung zwischen der Teilscheibe und dem Werkstück
vorgesehen ist, indem ein mit der Teilscheibe fest verbundener Wellenstumpf in den
Arbeitsbereich der Schleifscheibe ragt und an seinem Ende zum Aufsetzen des Werkstückes
ausgebildet ist.
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Bei diesen bekannten Maschinen wird aber von vornherein auf die besonderen
Vorteile einer Werkstücklagerung zwischen zwei Spitzen, insbesondere die dadurch
erzielbare erhöhte Genauigkeit, verzichtet.
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Gegenüber den bekannten Maschinen dieser Art liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die besondere Vorteile der Werkstücklagerung
zwischen zwei Spitzen mit dem Vorteil der unmittelbaren Verbindung zwischen Werkstück
und Teilscheibe in Umfangsrichtung zu vereinen. Hierdurch läßt sich vor allem die
Bearbeitungsgenauigkeit wesentlich erhöhen, da sich eine solche Einheit von Werkstück,
Werkstückdorn und Teilscheibe aus der Maschine herausnehmen läßt und -z. B. in einer
Meßvorrichtung - hinsichtlich Umfangslage und Zentrierung eingerichtet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Teilscheibe
zentriert am einen Ende und das Werkstück am anderen Ende eines zwischen zwei Spitzen
gelagerten Dornes angebracht sind und der Mitnehmer der Wiege den einzigen in Umfangsrichtung
wirkenden Mitnehmer für den Dorn darstellt.
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Das Zentrieren der Teilscheibe gegenüber dem Werkstückdorn und dem
Werkstück fäßt sich besonders genau und sicher ausführen, wenn zum Aufbringen und
Zentrieren der Teilscheibe auf dem einen Ende des Dornes ein flanschartiger Teilscheibenträger
aufgesetzt ist, der einen ringförmigen Spalt zwischen seinem Widerlagerring und
der inneren Widerlagerkante der Teilscheibe frei l"äßt und in diesen Spalt ein mittels
in Abständen angeordneter Schraubenbolzen von Stelle zu Stelle seines Umfangs wahlweise
spreizbarer Ring eingesetzt ist.
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Um die Einheit von Werkstück, Werkstückdorn und Teilscheibe leicht
und gefahrlos aus der Maschine nehmen zu können, kann der Mitnehmer eine maschinell
betätigte Verriegelungseinrichtung aufweisen, die ihn in verriegeltem Zustand federnd
im Eingriff mit der Teilscheibe hält und in unverriegeltem Zustand außer Eingriff
mit der Teilscheibe hebt.
Durch die Erfindung wird eine Schleifmaschine
für verzahnte Werkstücke geschaffen, die sich durch besondere Präzision auszeichnet
und dennoch einfach und sicher bedienen läßt. Die Maschine nach der Erfindung läßt
sich auch besonders leicht und schnell von Werkstücken einer Art auf solche anderer
Art umstellen.
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Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Maschine in der einen Ausführungsform
in Vorderansicht, F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Quersupport und die
Teileinrichtung, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-11I der Fig.2. F i g.
4 eine seitliche Ansicht der Bandtrommelanordnung teilweise im Schnitt und F i g.
5 eine zweite Ausführungsform der Maschine in Vorderansicht.
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Im Beispiel der F i g. 1 bis 4 ist die Maschine mit einer Vollformschleifscheibe
1 versehen, die an einem hin- und hergehenden Schlitten 2 angebracht ist und durch
die Hin- und Herbewegung des Schlittens 2 über die zu bearbeitende Fläche des Werkstückes
3 bewegt wird. Das Werkstück 3 sitzt auf einem Dorn 4, der zwischen zwei Spitzen
eines Reitstockes 5 und einer Wiege 6 gelagert ist. Die Teilung, d. h. der genaue
Abstand der zu schleifenden Zähne wird durch eine Teilscheibe 7 (F i g. 2) bestimmt,
die mit dem Werkstückdorn 4 fest verbunden ist und gegebenenfalls mit dem Dorn 4
aus einem Stück bestehen kann. Die Teilscheibe 7 wird über einen Mitnehmer 8 von
der Wiege 6 her eingestellt und bewegt. Der Reitstock 5 und die Wiege 6 und damit
auch die zwischen deren Spitzen gelagerte Einheit von Werkstück 3, Dorn 4 und Teilscheibe
7 sind auf einem Quersupport 9 angeordnet und bewegen sich quer zu der Ebene der
hin- und hergehenden Schleifscheibe 1.
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An der Wiege 6 ist eine Bandtrommel 10 (F i g. 4) befestigt,
die durch Stahlbänder 11 mit einem Tragrahmen 12 verbunden ist. Wenn der Quersupport
9 quer zu der Schleifscheibe 1 bewegt wird, bewirken die auf der Trommel
10 in Spannung gehaltenen Stahlbänder 11 eine Drehbewegung der Trommel
10
und vermitteln über die Wiege 6 und deren Mitnehmerarm 13 dem Mitnehmer
8 und der Teilscheibe 7 und damit auch dem Werkstück 3 eine Rollbewegung bezüglich
der Schleifscheibe 1, wie sie für die Erzeugung der gewünschten Evolventenkurve
erforderlich ist.
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Der Vorschub der Schleifscheibe 1 in radialer Richtung des Werkstückes
3 wird dadurch bewirkt, daß der Maschinensattel 15 mittels des Vorschubhandrades
14 gegenüber dem Maschinenständer 16
gehoben bzw. gesenkt wird. Für
das Schleifen von Schrägzahnrädern oder Schrägfräsern kann der den Schleifscheibenschlitten
2 tragende Unterschlitten 17 auf dem Maschinenständer 16 verschwenkt werden. Sämtliche
Bewegungen der Maschine können durch pneumatische, hydraulische, mechanische oder
irgendwelche anderen bekannten und verfügbaren Mittel bewirkt und gesteuert werden.
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Der Schleifscheibenschlitten 2 bewegt sich auf gehärteten und geschliffenen
Führungsschienen 18 hin i und her, die mit Abdeckungen 19 versehen sind, um das
Eindringen von Fremdkörpern in die sich bewegenden Teile wirksam zu verhindern.
Die Hin-und Herbewegung des Schlittens 2 wird durch einen Druckluftzylinder
20 erzeugt, der zwischen den Führungsschienen 18 angeordnet ist.
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Der Schleifscheibenschlitten 2 wird im wesentlichen durch die einzelne
Teile zusammenhaltende, zugankerartige Rahmenteile 21 gebildet und trägt
an seinem der Schleifscheibe 1 gegenüberliegenden Ende den Antriebsmotor 22 für
die Schleifscheibe 1.
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Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich, trägt der Quersupport 9 den Reitstock
5 und die Wiege 6 und wird mittels eines Druckluftzylinders 28 quer zur Ebene der
Schleifscheibe 1 auf V-förmigen Führungen hin-und herbewegt, die auf dem Maschinensattel
15
angebracht sind. Auf seinem in F i g. 1 und 2 links dargestellten Teil
trägt der Quersupport 9 den Reitstock 5 auf V-förmigen Führungen 29, an welchen
dieser mittels eines T-Bolzens 30 verriegelbar ist.
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An seiner anderen, in F i g. 1 und 2 rechts dargestellten Seite trägt
der Quersupport 9 eine in einer Linie mit dem Reitstock 5 ausgerichtete Tragstütze
31 für die Wiege 6. Wie F i g. 2 zeigt, ist an dieser Tragstütze 31 die mit dem
Reitstock 5 zusammenwirkende zweite feststehende Spitze 32 angebracht. Die Spitze
32 und ein Schaft 33 werden durch eine Mutter 34 und einen Abstandshalter 35 in
Stellung gehalten, wobei der Abstandshalter 35 auf eine bestimmte Stärke geschliffen
ist, um einen vorbestimmten Spielraum zwischen dem Schaft 33 und einer auf sein
spitzenseitiges Ende aufgesetzten Wiegenbuchse 36 zu gestatten. Die Wiege 6 wird
dann von dieser Wiegenbuchse 36 und einer weiteren Wiegenbuchse 37 getragen, die
auf das entgegengesetzte Ende des Schaftes 33 aufgesetzt ist, während ein konischer
Rohrstutzen 38 als Träger für die Bandtrommel 10 hinter dem Schaft 33 an
die Wiege 6
angesetzt ist.
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Der Mitnehmerarm 13 ist einstückig an der Wiege 6 ausgebildet und
trägt einen Hebel 39, der von einer Feder 40 betätigt und von einem Druckluftkolben
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zurückgezogen wird. Der Mitnehmerhebel39 setzt den entweder einen Kugelkopf
oder einen Stift aufweisenden Mitnehmer 8 in Bewegung und verriegelt diesen in einer
der Umfangsnuten der Teilscheibe 7.
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Die Teilscheibe 7 ist mit einem flanschartigen Teilscheibenträger
42 mittig am einen Ende des Werkstückdornes 4 angebracht. Hierzu ist
der fianschartige Teilscheibenträger 42 mit einer Mutter 43 fest auf
das Ende des Dornes 4 aufgezogen und mit einem diese Mutter 43 nabenartig umgebenden
Widerlagerring 44 versehen. Dieser Widerlagerring 44 ist mit seinem Außendurchmesser
so ausgebildet, daß er gegenüber der inneren Widerlagerkante 45 der Teilscheibe
7 einen ringförmigen Spalt 46 frei läßt, in welchen ein Spreizring 47 als Zentnerglied
eingesetzt ist. Dieser Spreizring 47 weist, wie F i g. 2 zeigt, zwei sich gegen
die Fläche des Teilscheibenträgers 42 abstützende Außenflansche und einen nach außen
gewölbten, diese Flansche verbindenden Mittelsteg auf, durch den sich vier in gleichmäßigen
Abständen umfangmäßig verteilt angeordnete und durch den Spreizring 47 hindurchführende
Schraubenbolzen 48
erstrecken. Durch die Anordnung des Spreizringes läßt sich
jegliches Spiel zwischen der Teilscheibe 7 und dem Teilscheibenträger 42 ausgleichen
und vor allem die Teilscheibe 7 genau gegenüber dem Teilscheibenträger bzw. dem
Werkstückdorn 4 und dem Werkstück 3 zentrieren. Hierzu werden die normalerweise
die Teilscheibe 7 am Teilscheibenträger 42 haltenden
Hauptbolzen
49 gelockert, und durch entsprechendes Anziehen oder Nachlassen der Schraubenbolzen
48 der Spreizring 47 wahlweise von Stelle zu Stelle seines Umfanges mehr oder weniger
gespreizt. Hierdurch wird die Teilscheibe 7 so lange gegenüber dem Teilscheibenträger
42 verschoben, bis sie genau gegenüber dem Werkstückdorn 4 und dem Werkstück 3 zentriert
ist. Sobald die genaue Zentrierung erreicht ist, werden die Hauptbolzen 49 wieder
angezogen und dadurch die Teilscheibe 7 am Teilscheibenträger 42 fixiert und gesichert.
Zusätzlich kann auch noch eine Feineinstellvorrichtung am Mitnehmer 8 vorgesehen
werden. Zum Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Schmutz sind die Teilscheibe
7 und die Lagerung des Werkstückdornes 4 an der Spitze 32 mit einer Abdeckung 50
überdeckt.
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Bei dem in F i g. 5 gezeigten Beispiel ist die Lagerung des Werkstückdornes
4 an der Seite der Teilscheibe 7 nicht gekapselt. Zum leichteren Herausnehmen der
Einheit von Werkstück 3, Dorn 4 und Teilscheibe 7 sind unterhalb des Werkstückdornes
4 Führungsbahnen 26 angebracht, auf die sich der Werkstückdorn 4 auflegt, sobald
die beidseitige Spitzenlagerung gelockert und aufgehoben wird. Die Einheit von Werkstück
3, Werkstückdorn 4 und Teilscheibe 7 läßt sich auf diesen Führungsbahnen 26 nach
vorn aus dem Arbeitsbereich der Schleifscheibe 1 rollen oder schieben. Hierzu ist
auch im Bereich der Teilscheibe 7 eine besondere Ausnehmung 27 im Quersupport 9
angebracht. Zum Einsetzen einer neuen Einheit von Werkstück 3, Dorn 4 und Teilscheibe
7 ist diese lediglich auf das vordere Ende der Führungsbahnen 26 aufzulegen und
entlang dieser Führungsbahnen 26 in den Arbeitsbereich der Schleifscheibe 1 zu bringen
und dort in die Spitzenlagerung einzusetzen.
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Wie F i g. 4 zeigt, wird die Bewegung der Wiege durch die Bandtrommel
10 und die Stahlbänder 11 in Verbindung mit dem Tragrahmen 12 aus der Hinundherbewegung
des Quersupports 9 erzeugt. Für die Steuerung der Bewegung des Quersupports 9 ist
eine Vorrichtung vorgesehen, wie sie ebenfalls F i g. 4 zeigt. Hiernach greift die
am Quersupport 9 angebrachte Auslösenase 54 in eine Auslösestange 52 mit Auslöseanschlägen
53 und Steuermanschetten 55 für die Steuerventile 56. Diese Steuerventile 56 betätigen
wiederum ein pneumatisches Umschaltventil 57 für die Bewegung des Quersupports.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist auch eine ähnliche Steuervorrichtung
für die Hinundherbewegung des Schleifscheibenschlittens 2 vorgesehen. Dort sind
am Schlittenträger pneumatische Steuerventile 23 angeordnet, die durch auf dem Schleifscheibenschlitten
2 befestigte Schaltnocken betätigt werden und selbst wieder auf Umschaltventile
25 arbeiten, um die Richtung der Hinundherbewegung des Schleifscheibenschlittens
2 zu ändern.
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Zur Sicherung der Maschine bei herausgenommener Einheit von Werkstück,
Dorn 4 und Teilscheibe 7 und zur Sicherung dieser Einheit bei laufender Maschine
gegen Herausnehmen, sind beim vorliegenden Beispiel die Steuervorrichtung 23, 24,
25 für die Bewegung des Schleifscheibenschlittens 2 und die Steuervorrichtung 52
bis 57 für die Bewegung des Quersupports 9 auch mit der pneumatischen Aushebevorrichtung
für den Mitnehmer 8 aus der Teilscheibe 7 gekuppelt. Hierzu ist die Luftzuführungs-Leitung
zur Steuervorrichtung 23, 24, 25 für die Bewegung des Schleifscheibenschlittens
2 mit dem Mitnehmer 8 verbunden und läßt diese Steuervorrichtung 23, 24, 25 nur
arbeiten, wenn der Mitnehmer 8 in die Teilscheibe 7 eingreift. Sobald der Mitnehmer
8 nicht in die Teilscheibe 7 greift, ist die Luftzufuhr abgeschaltet und damit der
Schleifscheibenschlitten 2 gezwungen, in seiner Ruhestellung zu verbleiben oder
sofort in diese zurückzukehren. Die Ventile 56 und 57 der Steuervorrichtung für
die Bewegung des Quersupports 9 sind so untereinander verbunden, daß der Quersupport
9 sich nicht bewegen kann, bevor der Mitnehmer 8 in die Teilscheibe 7 eingreift.
Andererseits ist die Verbindung dieser Ventile und der Luftzufuhrleitung zur Steuervorrichtung
des Schleifscheibenschlittens 2 so vorgenommen, daß der Mitnehmer 8 auch nicht aus
der Teilscheibe 7 gezogen werden kann, solange entweder der Quersupport 9 oder der
Schleifscheibenschlitten 2 oder beide arbeiten. Das als Druckknopfventil ausgebildete
pneumatische Umschaltventil 57 steuert zugleich auch das Zurückziehen des Mitnehmers
8, der so lange zurückgezogen bleibt, wie das Umschaltventil 57 betätigt wird.