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Vorrichtung zum Abrichten von Profilschleifscheiben Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abrichten von Profilschleifscheiben, die insbesondere
zum Schleifen der Spanflächen von mit schraubenförmig verlaufenden Spannuten versehenen
Fräsern dienen, mit einem die Schablone tragenden Schlitten und einem das Abrichtwerkzeug
beweglich enthaltenden Abrichtschlitten, die beide in einem Gehäuse gegenläufig
verschiebbar und mittels einer um eine Schwenkachse drehbaren Steuerplatte gelenkig
miteinander verbunden sind, wobei das Abrichtwerkzeug an einer von einem Abrichtschlitten
kippbar getragenen und mit einer Tastrolle für die Schablone versehenen Schwinge
sitzt, nach Patent 1163182.
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Nach dem Hauptpatent wird für eine solche Vorrichtung als Schablone
ein Stahlband benutzt, dessen Wölbung durch in regelmäßigen Abständen angeordnete
Stellglieder veränderbar ist, die von Stellschrauben auf Zug oder Druck belastet
werden können. Eine solche Ausführung einer Schablone in Form des Stahlbandes ist
vielfach vielgliedrig in ihrem Aufbau. Auch ist das Ausrichten des Stahlbandes nach
gemessenen Werten nicht ganz einfach.
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Es ist andererseits bekannt, drehbare, rotationssymmetrische Schablonenkörper
für die Steuerung des Abrichtwerkzeugs zu verwenden. Mittels eines derartigen Schablonenkörpers
kann man aber stets nur ein ganz bestimmtes, dem Schablonenkörper entsprechendes
Profil abrichten. Für besonders kompliziert gestaltete Profile kennt man auch Schablonen,
die verschwenkbar sowie einstellbar angeordnet sind. Diese Schablonen sind scheibenförmig
gestaltet und müssen gleichfalls beim Übergang von einem Profil auf ein anderes
ausgewechselt werden. Schließlich hat man auch bereits einzelne Kopierlineale auf
einem drehbaren Halter angeordnet, um scharfkantig abgesetzte Profile umlaufender
Werkstücke mittels eines einzigen Abrichtwerkzeuges zu bearbeiten. Man benötigt
auch hierbei für jedes Werkstückprofil ein spezielles Kopierlineal, das auf dem
drehbaren Halter durch Nutenschrauben befestigt und mittels Feinstellschrauben genau
eingestellt werden muß. Der Aufwand für genaue Einstellung der Kopierlineale ist
dabei verhältnismäßig hoch, weil jedes Lineal einzeln eingestellt werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schablone bei einer
gemäß dem Hauptpatent vorgeschlagenen Vorrichtung wesentlich zu vereinfachen und
genauer einstellbar zu machen. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als
Schablone ein um seine Längsachse einstellbar drehbarer und in der Längs- und Umfangsrichtung
unterschiedliche Kurven aufweisender Körper verwendet ist.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn dieser Schablonenkörper so ausgebildet
ist, daß an einer Stelle seines Umfanges die Mantellinien geradlinig verlaufen und
daß diese von dort aus in achsensenkrechten Radialschnitten stetig in konvexe Kurven
mit stetig wachsender Bogenhöhe übergehen. Dadurch erhält man in beliebig aufeinanderfolgenden,
einhälftigen Achsschnitten ähnliche Schablonenprofile, die jedoch unterschiedliche
Bogenhöhen aufweisen. Es ist daher (erstmalig) möglich, durch einfaches, einstellbares
Drehen der Kurvenschablone unendlich viele Kurven in einem Bereich (zu wählen) einzustellen,
der einerseits durch Bogenhöhe »Null«, d. h. gerade Mantellinie, und andererseits
durch den auf der Schablone vorgesehenen Größtwert der Bogenhöhe begrenzt wird.
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Der Schablonenkörper besitzt zweckmäßigerweise an einem Ende einen
Skalenring 63, auf dem die Größe der Bogenhöhe abzulesen ist und nach dem die Einstellung
der Schablone vorgenommen wird. Dieser Einstellwert hängt von der Geometrie der
Schleifscheibe und des Fräsers ab und kann bei bekannten Schleifscheiben- und Fräserdaten
aus Diagrammen und Tabellen entnommen oder empirisch ermittelt werden.
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Als Beispiel sei ein Schablonenkörper so ausgeführt, daß die Mantellinien
über einen Drehwinkel von 300° stufenlos von einer Geraden in Kurven übergehen,
deren größte Bogenhöhe beispielsweise 10 mm beträgt. Die Zunahme der Bogenhöhe beträgt
also pro 30° Drehwinkel jeweils 1 mm. Aus dem Kurvenverlauf in axialer Richtung
ergeben sich für
die stirnseitigen Ansichtsflächen Begrenzungslinien,
die nach archimedischen Spiralen verlaufen.
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Der Schablonenkörper kann an einem Ende ein rotationssymmetrisches
Aufsatzstück 64 tragen, durch das beim Abrichten der Abrichtdiamant von der Schleifscheibe
wegbewegt wird und dabei eine Aushebekurve an der Schleifscheibe beschreibt, wenn
der Abrichtvorgang beendet ist.
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Der Mittelquerschnitt des Schablonenkörpers wird kreisbogenförmig
ausgebildet, so daß der Diamant bei der Stellung der Tastrolle auf dieser Mitte
gleichzeitig auf dem höchsten Punkt der Abrichtkurve steht. Die zu schleifende Zahnbrust
verläuft dann zwangsläufig radial.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum
Abrichten von Profilscheiben gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch die Schabloneneinrichtung, F i 9.2 in vergrößertem
Maßstab die gleiche Ansicht des Schablonenkörpers 60 wie in F i g. 1, F i g. 3 zeigt
Ansicht in Richtung III-III, F i g. 4 zeigt den Achsschnitt gemäß der Linie 1-I
und F i g. 5 zeigt den Querschnitt gemäß der Linie II-II.
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Auf dem Schablonenschlitten 13, der in gleicher Weise wie beim Hauptpatent
angeordnet ist, befindet sich ein Schablonenkörper 60, der um seine Achse 61 gedreht
werden kann. An einem Ende befindet sich zwecks Drehung um diese Achse 61 eine Einstellschraube
62 mit einer Skala 63. Gegen die Schablone 60 legt sich die Tastrolle 8, die sich
an dem Tastrollenträger 14 befindet, der seinerseits mit der Schwinge 15 verbunden
ist. Diese Schwinge schwingt um den Lagerbolzen 16, wie dies auch in dem Hauptpatent
ausgeführt ist. Am unteren Ende der Schwinge befindet sich der Abrichtdiamanthalter
52 mit dem Diamanten 5. Durch den Diamanten wird die Flanke 2 der Schleifscheibe
1 abgerichtet.
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Der Schablonenschlitten 13 ist über den Schwinghebel 24 mit
dem Abrichtschlitten 12 verbunden. Dieser zweiarmige Schwinghebel ist in
seinem Drehpunkt 20 gelagert und greift mit seinem Gelenk 28
am Schablonenschlitten
13 sowie mit seinem Gelenk 25 am Abrichtschlitten 12 an.
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Die Mantellinien des Schablonenkörpers 60 zwischen
60 a und 60 d sind achsparallele Geraden; in diesem
Bereich ist der Körper 60 folglich zylindrisch. Wird der Kurvenkörper so eingestellt,
daß sich die Kurvenrolle 8 zwischen diesen beiden Linien befindet, so bewegt sich
der Abrichtdiamant gradlinig über die Schleifscheibe. In irgendeinem Achslängsschnitt,
z. B. I-I der F i g. 3, ergeben sich zwei gegenüberliegende bogenförmige Schnittlinien,
von denen die eine von 60e über 60f nach 60e verläuft und die Bogenhöhe h
aufweist. Diese Bogenhöhe ändert sich in jedem Achslängsschnitt und im Schnitt über
60 a -60c-60a herrscht der Wert 0, da hier eine gerade Mantellinie vorliegt. Sie
wächst von dort, in Drehrichtung des Körpers gesehen, stetig an bis zu einem Maximalwert,
z. B. 10 mm, bei 60f. Auf diese Weise ergeben sich in Abhängigkeit der Winkelstellung
des Kurvenkörpers in bezug auf die Kurvenrolle 8 ähnliche Kurvenbögen, die
sich durch ihre Bogenhöhe unterscheiden. Da sich während des Abrichtvorgangs die
Tastrolle auf einer bestimmten Achslängsschnittlinie in Achsrichtung bewegt, überträgt
der Diamant über Hebel 14 und 15 den Verlauf der Achslängsschnittlinie mit der zugehörigen
Bogenhöhe auf die Schleifscheibe.
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Als Beispiel sei ein Schablonenkörper so ausgeführt, daß die Mantellinien
über einen Drehwinkel von 300° von einer achsparallelen Geraden stufenlos in Kurven
übergehen, deren größte Bogenhöhe h 10 mm beträgt. Die Zunahme der Bogenhöhe beträgt
also pro 30° Drehwinkel des Schablonenkörpers jeweils 1 mm.
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Dreht man die Skala 63 und damit den Schablonenkörper 60 auf eine
der zwischen der Geraden 60a und 10 mm Bogenhöhe liegenden Kurve, so zeigt die Skala
immer lho der Bogenhöhe auf dem Kurvenkörper an. Da die größte Bogenhöhe 10 mm beträgt,
steht dann die Skala auf 1 mm. Infolge der Hebelverhältnisse von der Tastrolle
8 bis zum Lagerbolzen 16 der Schwinge 15 und von diesem Lagerbolzen
16
bis zur Spitze des Diamanten 5, das beispielsweise konstant 1:10 ist, beschreibt
der Diamant 5 eine Kurve, deren Bogenhöhe dem an der Skala eingestellten Wert entspricht.
Die beim Abrichten an der Schleifscheibe 1 entsprechende Kurve
2 weist dann also den Skalenwert als Bogenhöhe auf.
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Auf dem Schablonenkörper 60 befindet sich noch ein kegeliges
Aufsatzstück 64, das an seinem oberen Ende der Stirnansicht des Schablonenkörpers
entspricht und nach oben zu in einen Zylinder übergeht. Dieses Aufsatzstück hat
den Zweck, den Diamanten 5 von der Schleifscheibe 1 abzuheben, wenn der Abrichtvorgang
beendet ist. Hierbei bildet der Diamant 5 auch noch die Aushebekurve 2 a an der
Schleifscheibe 1.
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Die Punkte, die sich auf der Umfangslinie 60c des Schablonenkörpers
60 befinden, liegen auf einem konzentrischen Kreis. Diese Punkte sind gleichzeitig
die höchsten Punkte aller bogenförmigen Achslängsschnittlinien, die sich auf dem
Schablonenkörper darstellen lassen. Auf der Schleifscheibe 1 entsprechen
diese Punkte dem Punkt 2 b, der senkrecht über der Mitte 65 des zu schleifenden
Fräsers liegt. Bewegt sich nun die Tastrolle 8 auf einer Geraden, so wird die Schleifscheibe
nicht nur geradlinig, sondern auch so abgerichtet, daß die zu schleifende Zahnfläche
radial steht.
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Bewegt sich die Tastrolle 8 auf einer Kurve, so liegt auch
der höchste Punkt auf der Schleifscheibe wiederum so, daß am Fräser eine Radiale
entsteht. Hierdurch wird ein Nachteil der Stahlbandschablone vermieden, bei der
diese Punkte 2b nicht festliegen, sondern bei jedem Einstellen des Stahlbandes sich
verschieben können. Die gesamte Abrichtvorrichtung braucht deshalb zum Schleifen
von Fräsern mit radial stehenden Spanfiächen nicht mehr verschiebbar angeordnet
zu werden, sie kann fest auf der Schleifscheibenhaube angebracht sein.