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Das Schleifen von Zahnrädern nach dem Schraubwälzverfahren geschieht
mittels einer sogenannten Schleifschnecke. Meist eingängig, ist diese mit einem
schraubenförmigen Gewinde entsprechender Steigung versehen. Dieses Gewinde greift
in die zu schleifende Verzahnung des Werkstückes ein, wobei Schleifschnecke und
Werkstück in einem Drehzahlenverhältnis miteinander umlaufen, welches der Gängigkeit
der Schleifschnecke und der Zähnezahl des Werkstückes entspricht. Werkstück oder
Schleifschnecke werden dabei hin- und hergehend in Zahnlängsrichtung relativ zueinander
verschoben.
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Die Schleifschnecke ist einer Abnutzung unterworfen und muß jeweils
mit Diamanten abgezogen werden.
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An Stelle von Einzeldiamanten können auch rotierende Formscheiben
angewendet werden, die mit Diamantsplittern bewehrt sind. Ähnlich wie der Schneidstrahl
beim Gewindeschneiden auf einer Drehbank wird die Formscheibe zwangläufig durch
die Gewindegänge der Schleifschnecke geführt. Die Schleifschnecke läuft dabei mit
verminderter Drehgeschwindigkeit um.
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Bei allen bekannten Maschinen ist der Abziehvorgang bisher manuell
durchgeführt worden. Aus diesem Grund war das Vollautomatisieren des Zahnfiankenschleifmaschinen
bisher nicht möglich. Das Einbeziehen des Abrichtens in den selbsttätigen Ablauf
einer Maschine ist aber dann unabdingbar notwendig, wenn die Zahnflankenschleifmaschine
mit Beschickungseinrichtungen versehen werden soll.
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Durch das Abziehen der Schleifschnecke verringert sich dieselbe im
Durchmesser. Hierdurch vergrößert sich der Steigungswinkel des Schneckenganges.
Da die Zahnrichtung des Werkstückes und der Steigungswinkel der Schleifschnecke
sich immer genau decken müssen, muß also im Fall des automatischen Abziehens auch
die Winkelverstellung in den automatischen Ablauf einbezogen werden.
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Auf die Lösung dieser Aufgabe bezieht sich die vorliegende Erfindung.
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Zur Lösung der Erfindungsaufgabe werden bei einer Maschine zum Schleifen
von Zahnrädern mit Hilfe einer Schleifschnecke die im Kennzeichen des Patentanspruchs
1 aufgeführten Mittel vorgeschlagen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt A b b. 1 das Diagramm der Steigungswinkel einer eingängigen Schleifschnecke
in Abhängigkeit von Außendurchmesser und Modul, A b b. 2 die schematische Frontansicht
der erfindungsgemäßen Maschine, A b b. 3 die schematische Seitenansicht der Maschine,
A b b. 4 das Prinzipbild einer Brückenabgleichschaltung als Wirkverbindung zwischen
Schleif- und Werkstücksupport, A b b. 5 das Schema eines Verstellgetriebes für den
Werkstücksupport.
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Auf einem Untersatz 1 ist ein Ständer 2 montiert, an dem ein Schleifsupport
3 in Vertikalrichtung durch nicht dargestellte Antriebsmittel verstellt werden kann.
Im Schleifsupport 3 ist die Schleifschnecke 4 gelagert.
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Oberhalb des Schleifsupportes 3 ist in einer Prismenführung der Abrichtsupport
5 gleitend montiert. Im Abrichtsupport 5 ist die Diamantformscheibe 6 gelagert.
Sie wird durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben. Die hin- und hergehende
Verschiebung des Abrichtsupportes 5 wird zwangsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl
der Schleifschnecke 4 durch nicht dargestellte Wechselräder und eine Leitspindel
bewirkt.
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Im Untersatz 1 ist ein Drehteil 7 in einem Zapfen
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schwenkbar gelagert. Das Drehteil 8 ist durch nicht dargestellte bekannte
Mittel in seiner jeweiligen Stellung automatisch geklemmt. Diese jeweilige Winkelstellung
des Drehteiles 8 entspricht dem momentanen Steigungswinkel der Schleifschnecke
4.
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In den Führungsprismen des Drehteiles 7 führt sich hin- und
hergehend angetrieben der Werkstücksupport 9, der mit dem zur Spannung des Werkstückes
10 notwendigen Spannfutter 11 ausgerüstet ist und auf dem der Reitstock
12 verschiebbar geklemmt ist.
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Das Drehteil 7 wird von einem Motor 13 über einen Getriebezug 14,
15, 16 und 17 automatisch geschwenkt. An Stelle des elektromechanischen Abtriebs
kann das Drehteil 7 auch über bekannte elektrohydraulische Mittel verschwenkt werden.
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Dem Antrieb der Drehteilverschwenkung ist ein linear gewickeltes Potentiometer
18 mit einem Schleifer 19 derart zugeordnet, daß die maximal notwendige Winkelverschwenkung
von etwa 2° dem vollen Widerstandswert des Potentiometers 18 entspricht.
Da die Schleifschnecke 4 im allgemeinen eine Rechtssteigung aufweist, ist nur eine
Polung des Potentiometers 18 notwendig. Bei Linkssteigung der Schleifschnecke muß
das Potentiometer umgepolt werden.
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Im neuen Zustand weist die Schleifschnecke 4 einen Flankendurchmesser
D 1 auf. Sie kann mittels des Abrichtsupports 5 auf den minimalen Durchmesser D
2 abgezogen werden. Diese Durchmesserdifferenz wird ausgedrückt durch das Maß y
und entspricht dem vollen Widerstandswert eines weiteren Potentiometers 20 mit einem
Schleifer 21. Das Potentiometer 20 ist logarithmisch gewickelt. Der Schleifer
21 wird von einem Ritzel22 und einer am Ständer befestigten Zahnstange 23 angetrieben.
Zwischen dem Schleifer 21 und dem Ritzel 22 befindet sich eine lösbare Kupplung,
um den Schleifer 21 unabhängig von der Stellung des Schleifsupportes 3 in die richtige
Lage zum Steigungswinkel der Schleifschnecke 4 einstellen zu können.
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Die beiden Schleifer 19 und 21 liegen in Reihe geschaltet
im Spulenkreis eines polarisierten Relais 24,
das feinempfindlich auf die
Differenzspannungen zwischen den beiden Potentiometern 18 und 20, gegeben durch
die jeweiligen Stellungen der Schleifer 19 und 21, nach der positiven oder negativen
Seite anspricht. über bekannte elektrische Schaltmittel wird dann, bei einer eingetretenen
Verstimmung der Widerstandsbrücke, der Motor 13 im Rechts- oder Linksdrehsinn so
lange gedreht, bis der am Getriebezug festgelegte Schleifer 19 die vorherige
Differenzspannung ausgeglichen hat. Das polarisierte Relais 24 fällt in seine Null-Stellung,
und der Motor 13 setzt sich still. Da die Schleifschnecke 4 den gleichen
Steigungssinn hat, spricht das Relais 24 nur nach einer Richtung an. Das Relais
kann durch weit empfindlichere elektronische Schaltungen ersetzt werden. Da die
Durchmesser der Schleifschnecke 4 bei gleichem Modul den jeweiligen Steigungswinkeln
entsprechen, wird durch diese Anordnung das Drehteil 7 auf den
richtigen,
der Schleifschnecke entsprechenden Winkel eingestellt.
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Die Verstellung des Drehteiles 7 erfolgt während des Abziehvorganges.
Der Zustellweg y als dem arithmetischen Mittel zwischen den Durchmessern D
1
und D 2 ergibt sich nämlich in gleicher Weise in Richtung auf das Werkstück
10 als auch in Richtung auf die Diamantformscheibe 6. Aus dem Anstellmaß
für die neu abzurichtende Schleifschnecke 4 ergibt sich ein Teilweg dy für den Schleifsupport
3 und die Summe aller dy ergeben das Maß y.
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Aus A b b. 1 ist ersichtlich, daß bei verschiedenen Moduln sich bei
einem konstanten Maß y verschiedene Winkelkorrekturen des Drehteiles 7 ergeben.
Bei einer Durchmesserverminderung der Schleifschnecke 4 von neu 400 auf minimal
250 mm ergibt sich z. B. bei Modul 1 eine Winkelverstellung von 8,5 auf 14 Winkelminuten
und bei Modul 6 eine Verstellung von 54 auf 86 Winkelminuten. Während die Differenz
einmal 5,5 Minuten beträgt, beträgt sie zum anderen 32 Winkelminuten. Da dem vollen
Ausnutzbereich der Schleifschnecke von hier y = 75 mm der ganze Bereich des logarithmischen
Potentiometers 20 entsprechen muß, andererseits aber je nach dem gewünschten
Modul nur ein Teilbereich des Potentiometers 18 erforderlich ist, verfügt
das Potentiometer 18 über einen durch Stellknopf 25 einstellbaren
zusätzlichen Schleifer 26. Durch diesen wird ein Überregeln der Brückenangleichschaltung
vermieden, indem der Potentiometerbereich eingeengt ist.