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Schleifscheibenabrichter für
Zahnradschleifmaschinen
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Schleifscheibenabrichter.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Abrichters für Zahnradschleifmaschinen,
dessen Abrichtwerkzeuge in Ubereinstimmung mit ihrer zur Achse des auf der Schleifmaschine
aufgespannten Zahnrades parallelen Vorschubbewegung durch funktionelle Verbindung
mit einem Teilmechanismus der Schleifmaschine zugestellt werden, um ein bestimmtes
Profil der einander gegenüberliegenden Seiten einer Schleifscheibe abzurichten.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen erfindungsgemässen Schleifscheibenabrichter
einer Zahnradschleifmaschine mit Einrichtungen zur Zustellung eines Abrichtwerkzeuges.
für
vorbestimmte Zustellschritte parallel zur Achse des zu schleifenden Zahnrades zur
Einhaltung einer bestimmten Schleifscheibendicke zu versehen.
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Ferner soll der erfindungsgemässe Abrichter mit schwenkbarem Halter
für die Abrichtung von Diamanten versehen werden, um diese beim Abrichten kreisförmig
zu führen.
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Vorteilhaft ist ferner ein Paar schwenkbarer Halter für die Abrichtung
von Diamanten, damit der eine zum Abrichten des Aussenrandes der Schleifscheibe
entlang einer konkav gekrümmten Bahn und der andere zum Abrichten des Aussenrandes
der Schleifscheibe entlang einer konvex gekrümmten Bahn in die gewünschte Form bewegbar
ist.
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Schliesslich kann der Abrichter nach der Erfindung mit Vorteil bei
Einrichtungen zum Hin-Und Herbewegen der Diamanten in einer Querebene zur Normalebene,
in der die Diamanten gehalten sind,-verwendet werden.
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Bei einer weiteren günstigen Fortbildung des Abrichters nach der Erfindung,
sind drei Abrichtwerkzeuge vorgesehen, von denen zwei für die beiden Seiten der
Schleifscheibe und eines für deren Aussenrand bestimmt sind.
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich im jusammenhang cz mit ihrer krläuterung anhand
von £Zeichnungen an einem vorteilhaften Beispiel.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer Lluahnradschleifmaschine,
für
die der erfindungsgemässe Abrichter gedacht ist; Fig. 2 eine Ansicht des
erfindungsgemässen Abrichters für eine Zahnradschleifmaschine; Fig. 2A eine
Teilansicht der s"J:inusführung des Abrichters nach #ig. 2;
Fig.
3 die Stellung des un".-eren Randes einer Schleifscheibe gegenüber der e-."Lnes
Abrichtwerkzeuges, einer Teilplatte und eines leilstiftes; Fig. 4 ähnlich wie Eig.
die Stellung des unteren Randes einer #ici--leifs'cheibe gegenüber zwei Abrichtwerkzeu,-en,
der Teilscheibe und dem -eilstift; Fig. 5 einen auf einer Sch-wer.Kachse
angebraci--ten Abrichter; Fig. 6 die erzielbare Dickenänderung der Sc-'r.leifsc*,-#ieibe
aufgrund der Zustellung der Abrichtwerkzeuge parallel zur Zahnradachse; F-ig.
7 die Ansicht eines Abr4L---.--t##verkzeuges einsch-Iiesslieh des iuste.-imechanismus;
Fig.
8 die anordnung von zwei Diamantenhaltern; Fig. 9 einen Abrichterkopf
für drei voneinander unabhängige Abrichtwerkzeughalter; Fig. 10,11 und 12 Teilansichten
einer Sch--Leifscheibe und der LStellungen der einzelnen Abrichtwerkzeuge des Abrichterkopfes
gemäss -;,ig. 9;
Fig. 13 in vergrösserter Darstellung das Schleifeneines
zur Zahnradachse konzentrischen 'Vjutgrundes.
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Die Erfindung betrifft Zahnradschleifmaschinen, insbesondere Verbe--serungen
an den zugehörigen Abrichtern, die CD
mittels Diamanten oder dgl. AuL#kehlungen
oder schraubenartige lächen in die Schleifscheibe einarbeiten. Hat der zu schleifende
Zahnradzahn die 2orm einer Evolvente, so haben die von den Diamanten nachgefahrenene
#«lächen die Form von schraubenartigen Evolventflächen. Hat das Zahnrad gegenüber
seiner .Normalebene ;--ekr-LÄ'mm+Ve Zähne, wie beispielsweise 1,iovacoff
- Z I al, z.ri#der, so missen die Diamanten "egen'#ber dem Abrichter auf
gekrümmten Bahnen geführt werden, während der Abrichter als Ganzes auf eine.-e schraubenlinienförmigen
Kurve mit gleicher Steigung wie die Zährie des Zahnraides geführt wird.
Die
erfindungsgemässe Einrichtung ist daher grundsätzlich für alle Zahnradarten geeignet,
wird aber im folgenden der Einfachheit halber für den Fall erläutert, dass kreisförmige,
gekrümmte Novacoff-Zahnräder auf der Schleifmaschine bearbeitet werden..Soll der
Abrichter im Zusammenhang mit der Herstellung von Evolventen-Zahnrädern verwendet
werden, so kann der Abrichter mit an sich bekannten Linrichtungen zur Yührung des
Diamanten auf einer Evolvente verwandt werden. Hierzu werden üblicherweise Schablonen
oder dgl. verwendet.
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In Fig. 1 ist eine Schleifmaschine 10 mit der Säule
12, die um eine vertikale Achse schwenkbar und in ihrer Lage fixierbar ist,
gezeigt. bie weist einen Schleifradschlitten 14 auf, der beispielsweise mit einem
Handrad 16 vertikal verschiebbar ist. Das zu bearbeitende Zahnrad'18 ist
auf der Schleifwelle 20 dargestellt. Welle 20 und Zahnrad 18 lassen sich
während des axialen Vorschubs gleichzeitig drehen. Hierzu dient die in 'ig.
1 dargestellte Führungsspindel 22 mit ihrer Schlossmutter oder dgl. Beim
Hin-und Herbewegen der zur gelle 20 koaxialen Spindel 22 wird die "-i--elle 20 in
Drehung versetzt.
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Zum Schleifen eines Zahnrads mit schraubenförmiger Verzahnung wird
die )ichleifscheibe 24 um eine vertikale Achse so weit geschwenkt, bis sie parallel
zu den Zahnflanken ausgerichtet ist. Beim Schleifen einer schraubenartigen Zahnform
wird das Zahnrad an der Schleifscheibe entlang einer Schraubenlinie Vorbeigeführt.
Man
hat festgestellt, dass beim Schleifen von Evolventen-Verzahnungen ein gewisser störender
Einfluss von der Schleifscheibe auf die genaue Form der Evolvente oder einer anderen
schraubenartigen Fläche'des Zahnrades ausgeht. Dieses hatte Veränderungen an den
Zahnrädern aufgrund ziemlich kompliziert-er Berechnungen erforderlich gemacht. Mit
abnehmendem Schleifscheibendurchmesser mussten die Zahnradberechnungen ständig neu
berechnet werden.
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Erfindungsge mäss richten die auf dem Schlitten 26
befestigten
Abrichtwerkzeuge die Schleifscheibe in der Querebene, d.h. in der normal zur Zahnradachse
stehenden Ebene, ab. Sie werden in dieser Ebene entsprechend dem gewünschten Profil
des Zahnradzahnes bewegt. Gleichzeitig wird der Abrichtwerkzeughalter oder der Diamant
entlang einer schraubenlinienförmigen Bahn mit gleicher Steigung wie das Werkstück
bewegt. Dabei wird das Schleifprofil der Schleifscheibe automatisch in genau der
Form gebildet, die der gewünschten Zahnform entspricht, ohne dass unerwünschte Wechselwirkungen
auftreten. Dieser Vorgang bleibt die ganze Standzeit der Schleifscheibe über unverändert,
da er unabhängig vom Schleifscheibendurchmesser ist. Berechnungen oder Nachstellungen
sind nicht erforderlich.
Die Abrichteinr'chtung ist rechts auf dem
Schlitten 26 der Schleifmaschinen angeordnet. Llit ihr v.irkt eine zur Schleifwelle
20, die das zu bearbeitende Zahnrad 18
aufnimmt, koaxiale weitere -.:f"elle
30 (s. Fig. 2) zusammen. Diese kann beispielsweise mittels der Schraubenspindel
22 angetrieben werden, obwohl hier eine Sinusführung dafür vorgesehen ist.
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In Fig. 2 ist der Schlitten 26 angedeutet, der die Welle
30 zwischen zwei Reitstöcken 32 und 34 aufnimmt. Der' Reitstock 34 weist
einen Triebmechanismus für die Welle 30
auf, der aufgrund der 'Schubbewegung
des Gchlittens 26 nach rechts oder links mit der Sinussteuerung, s. Fig.
29 bewegt wird. Diese umfasst einen #5chlitten Jb und 3änder 41 und 42, die mit
dessen äusseren Enden verbunden sind und in entgegengesetzten Richtungen um die
untere Rolle 44 gewunden sind, die auf den Trieb 36 wirkt. Am äusseren Ende
weist der Schlitten 3,-i eine Abnahmerolle Jb auf, die mit der Sinusschiene 48 in
Eingriff gebracht werden kann. Die -,olle 46 wird gegen die Führungsfläc-'1,£e der
Sinusschiene 48 mittels nicht dargestellter Federn gerresst. -iie Neigung der Sinusschiene
48 ist einstellbar, uz. die schraubenför--ize Drehbewegung der Welle 30 verändern
zu können. Durch geeignete Einjustierung der Sinusschiene 45 lässt sich er--eichen,
dass die Welle --,/;0 mit gleiche-- axialem Vorschub wiE die -v;t:&n'rungsspindel
22,
die das Zahnrad 18 antreibt, bewegt vird.
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Der Trieb ist mit der unteren Rolle 44 über eine geeignete Teilvorrichtung
50 ve'rbunden, Die Abrichter, von denen hier zwei bei
52 und 54 dargestellt
sind, haben schwenkbare Arme
56 und
57 mit Betätigungsknöpfen
58 und
59 am Ende. Wie man aus Fig, 2 entnimmt, weist der Abrichter
52 ein Abrichtwerkzeug oder
| so |
| einen Diamanten 60 in einem Halter 61 auf, der/angebracht |
istg daso er bis unter die Verlängerung der mit dem Knopf
58
verbundenen Achse
reicht. Der Diamant
60 beschreibt im Betrieb eine konkave Kurve und kann
daher so£-ine entsprechende konkave Fläche auf der Schleifscheibe abrichten. Andererseits
wird der Diamant, dessen Stellung
62 angedeutet ist, von einem Halter
63 getri#,gen, dessen Achse im Betätigungeknopf endet. Beim Betrieb der Schleifmaschine
wird der Schlitten
26
langsam zwischen zwei &Stellungen hin-und herbewegt,
wodurch ',ie Abrichtdiamanten unmittelbar der äusseren Randfläche der Schleifscheibe
entlangfahren. Die langsame Bewegung des Schlittens
26 durch die Sinussteuerung
bewirkt, daso die Abrichter entlang einer schraubenlinienföi#migen Bahn bewegt werden.
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Der Bedien-ungsmann erreicht durch entsprechendes Hin-und Herdrehen
einer der Knöpfe 58 oder 59, daso der entsprechende Diamant sich entlang
einer gekrümmten schraubenartigen Bahn
bewegtg die mit der gekrümmten
schraubenartigen Bahn des ,während des Eingriffs der Schlbifscheibe hin-und herverschobenen
und gedrehten Zahns des Zahnrades identisch ist.
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In Fig. 13 igt ein Teil einer Teilscheibe 64 angedeutet? in
deren Teilkerbe 68 ein Teilstift eingreift* In dieser Stellung wird bewirkt,
dass der Diamant oder das Abrichtwerkzeughei 60 sich von einer Seite zur
anderen Seite der Scheibe in einer Ebene bewegt, die normal zu den Achsen der Wellen
20 und 30 steht, so dass eine abgerundete Umfangsfläche der Schleifscheibe
24 entsteht. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Schleifscheibe schräg
zur Achse der Wellen 20 und 30 so steht, dass sie parallel zu den schraubenförmigen
Zahnflanken ausgerichtet ist. Daher erfolgt der Abrichtvorgang in einer zur Achs'e
der Schleifscheibe geneigten Ebene. Als Folge davon ist die Fläche, die auf den
äusseren Umfangsabschnitt der Schleifscheibe aufgeschliffen wird, nicht C) selbst
in einer zur Achse der Schleifscheibe senkrechten Ebene gekrümmt. Vielmehr ist es
die gewünschte Fläche auf der Schleifscheibe, die den gekrümmten Zahngrund des Zahnrades
aus-bildet, der dabei in üblicher Weise geschliffen wird, wenn das Zahnprofil des
Werkstücks überprüft wird, wie es üblicherweise in der Querebene erfolgt.
Fig.
3 entnimmt man, daas in der Teilscheibe 64 gegenüber der Kerbe
68 drei Kerben 70,72 und 74 vorhanden sind.
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Fig. 4 zeigt, welche Änderungen der Zuordnung der Teile erforderlich
sind, um den Abrichter 54 in die Stellung zu bringen, in der die einander gegenüberliegenden
Seiten der Erofilflächen 76 und 78 der Schleifscheibe 24 abgerichtet
werden. Zu beachten ist, daes die Kerbe 68, die diametral zur Kerbe
72 angeordnet ist, nicht der Kerbe 74 gegenübersteht, in welche der Teilstift
66 eingreift, sondern, dass die Teilscheibe etwas mehr oder weniger als
180 0 gegenüber der Kerbe 68 verdreht ist. Die Kerben 70 und
74 sind jedoch von der mittleren Kerbe 72, die genau um 1800 zur Kerbe
68
ve raetzt ist, zu beiden Seiten angeordnet. Die Teilscheibe ist so ausgebildet,
dasß der Abrichter von einer zur anderen Seiteg indem der Teilstift entweder in
die Kerbe 74 oder 70
eingreift, versetzt wetden kann, u-,#i mit der jeweils
gewünschten Krümmung übereinzustimmen. Sind beispielsweise 100 erforderlich,
so entspricht der Bogenabstand von der Kerbe 72 entweder zur Kerbe 74 oder
zur Kerbe 70 100. Durch diese Anordnung kann der einzelne Abrichter 54 über
einen Bogen von etwa 20 0 eingestellt werden, um jeweils eine der Profilflächen
76 oder 78 der Schleifscheibe abzurichten.
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In Fig. 5 sind Platten 80 dargestellt, die an den Trägern
82 und 84 angebracht werden können und die über die Stirnflächen der Halter
auf der Seite der Diamanthalter 61 und 63
hinüberreichen»
ferner sind einstellbare Anachlagsehrauben 86 vorgesehen, an die die Seitenflächen
der Arme 56 und 57 am Ende der Hin-und Herbewegung des Diamanten beim
Ab-
richten anliegen können. Die Diamanthalter 61 und 63 sind
ja mittels der Knöpfe 58 und 59 drehbar, während der'Abrichtmechanismus
als Ganzes gleichzeitig mit seiner Längsverschiebung mittels der Welle
30 geschwenkt wird.
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In Fig, 6 und 7 ist eine weitere Einstellung der
Ab-'
richtwerkzeuge dargestellt. Die Platten 80 sind mit den Haltern
82 und 84 mit dem Grundkörper 90 verbunden. Die Bohrungen 92 in den Haltern
82, durch die nicht dargestellte Schrauben reichen, sind als Langlöcher ausgeführt,
dam'it die Abrichter in Längerichtung der Achse 30 einjustiert werden können.
Ferner istg wie aus Fig. 7 duetlich erkenntlich, ein genau bestimmter Spalt
94 zwischen dem vergrösserten Ende des Arme 57 und dem Halter 84 vorgesehen.
Die Achse 96, die den Knopf 59 mit dem Arm 57 verbindet, ist
im Halter 84 längsverschieblich angeordnet, so dass auch der Arm 57 auf der
in Fig. 7 dargestellten Lage nach rechts u---. eine dem Spalt 94 entsprechende
S trecke verschiebbar ist. Die Folge dieser Verschiebung #st in iig. 6 dargestelltg
die eine Sc'lr.'Leifscheibe 98 in der eingestellten Winkelstellung und die
beiden Stellungen des Diamanthalters 63 zeigt. Mit dem Pfeil 100 ist
eine mittlere Lage angedeutet, Durch Verschiebung des Abrichters 57 von der
rechten Endlage zur linken Endlage wird die m-e#A-egungsebene-des Diamanten wie
in fig. 6 angedeutetg ver-ändert.
Das Ergebnis ist, dass
die von dem Diamanten abgerichtete Schleifscheibe 98 oder ein Teil von ihr
aus der mit ausgezogenen Linien angedeuteten Lage zur gestrichelt angedeuteten Lage
geweitet wird.
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-3ei der Bedienuno- der Schleifmaschine verschiebt der Bedienun.-,smann
den Knopf 59, um den Diamanten in die gewünschte Stellung zum Abrichten der
einen Seite der Schleifscheibe zu bringen. liachdem eine Seite der Sclieifscheibe
auf diese l,'('eise ab--erichtet worden ist, schwenkt er den Arm auf die andere
Seite, setzt die Teilscheibe, wie in iig, 4 dargestellt, zwei Kerben #,veiter und
verschiebt den Knopf 59 in Leine andere Grenzlage.
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ubwohl die beschriebene Ausf,*1.-hrurillsform für mittig verwendete,
abgerichtete 'k"cl.leifscheiben, bei der beide Leiten der :#chlei'Ls--heibe -#-".eichzeitig
beim Sch eifen ver--#"endet -"jerden, ausget-,iIdet `st, ist der Abrichter jedoch
auc-"--.. zum A,.r c..ten vor. '#ic.#,--Leifscreiben zum aussermittigen Schlei--Pen
ver-.,.endbar. ir. diese,.. -7-#il-Le kann Jedoch jeweils nur eine ;3eite der L-.c.,.--eifseilve
verwendet werden. U.a. ist hierbei ferner erfor,.ier--ioh; dass der Abrichter bei
der Einstellung der :i#e-*#.1-clatte -.-.eiter versetzt wird. Diese Art zu schleifen
ist bescr-,-#;ers f-.-r das von Stählen vorteilh-aft, die beim So'.,.#.eifen !eicht
werder.. Durch aussermittiges Sc;.,.--ei-.F'e.- erfo-L---t das dichter zur Schleifradmitte
mit dem Ergebnis, dass das Schleifen bei niedrigeren TeMperaturen erfolgt.
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ö ZC-1:7t eine etwas andere Befestigung der Diamantha--ter
1C2 und --iiie.-durch wird die Diamanteinstellung
aus der Wuerebene
in die Normalebene der Schleifscheibe versetzt. Das Abrichten selbst erfolgt jedoch
noch in der Querebene. Um die Diamanthalter in der in 2ig. 8 dargestellten
Weise zum Eingriff zu bringen, ist ein Abrichter, wie er in Fig..9 dargestellt wird,
erforderlich. Bei dieser Ausführungsform trägt die Achse 30 einen Grundkörper
106, CD auf dem drei Abrichthalter 108, 110 und 112 befestigt sind. Jeder
ist unabhängig von dem anderen parallel zur Achse 30
auf den Steinen 114 einstellbar.
Die Abrichtwerkzeuge sind jeweils auf den Haltern 108, 110 und 112 befestigt.
Die in den Haltern 108 und 112 gehaltenen Abrichter werden zum Abrichten
der beiden einander gegenüberliegenden Seiten der Schleifscheibe 116,
s. Eig. 8, abwechselnd verwendet. Dies ist deshalb erforderlich, weil
die in 2ig. 8 dargestellten Halter ci im wesentlichen senkrecht zur Ebene
'der Schleifscheibe 116 stehen. I - tird jedoch der den Halter 104
tragende Arm 118 geschwenkt, um den Diamanten auf die andere Seite der Schleifscheibe
zu bringen, dann steht der Halter selbstverständlich unter einem Winkel zur Ebene
der Schleifscheibe Der im Halter 110 eingespannte tD Abrichter dient zum
Ab-
richten des Aussenrandes der Schleifscheibe 116 in die in Fig.
10 dargestellte Yorm. Die Pfeile 120 deuten die Lage der länglichen Halter
104 in ihren Endstellungen an.
Fig. 11 zeigt die Anordnung
zum Abrichten des 1-#rofilabschnitts 122 der Schleifscheibe, wobei die Teile 124
die Endlagen des Diamanthalters 104 bezeichnen.
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In Fig. 12 ist die Anordnung zum Abrichten des Profilabschnitts
126 der Schleifscheibe 116 angedeutet; die Pfeile 128 bezeichnen die
Endlagen des Diamanthalters 102.
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Fig. 13 zeigt das Sci-.leifen des Zahngrundes eines Kreisbogenzahnrades.
Ein Teildes Kreisbogens ist bei 130
angedeutet. Ein Teil der Schleifscheibe
ist bei 132 dargestellt. Bei Betrachtungen in der Querebene weist sie einen
wahren Radius auf. Beim wendelförmigen Durchdrehen d-es Rades unter der Schleifscheibe
wird dadurch eine Schraubenlinie geschliffen.
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Das 1Cittelteil 134 des Zahngrundes wird in der 71eise geschlif-CD
fen, dass das Zahnrad auf seiner Achse in Umfangsrichtung, während es unter der
Schleifscheibe durchgeführt wird, gleich-CD zeitig gedreht wird. Die dargestellte
Ausführungsform wurde mit einer 36 Zähne aufweisenden Teilplatte erzielt,
wobei die Indexplatte zum Abrichten zwei Kerben oder 20 0 aussermittig eingestellt
war. Es ergaben sich so Zahnnuten mit schraubenartig gekrü mmten Seitenflächen und
einer Zahngrundfläche, die einem ?lendelabschnitt eines Zylinders entspricht.