DE2029359C - Vorrichtung zum Einstellen der Span abnähme beim Zweiweg Wälzschleifen von Zahn radern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein- periodischen Wechselstöße der sich axial verschie- j| stellen der Spanabnahme beim Zweiweg-Wälzschlei- benden Spindel stark gefährdet. &

fen von Zahnrädern, bei dem in jeder Wälz-Hub- Schließlich liegt eine Fehlerquelle in der allmäh- ^

richtung abwechselnd eine rechte und eine linke liehen Erwärmung der Spindel, wodurch sich diese ^ Zahnflanke geschliffen wird, mit einem das Zahnrad 5 ausdehnt. Diese Spindelerwärmung fuhrt zu Langen- _:|| tragenden Werkstücktisch mit einer Spindelmutter. änderungen, wodurch ebenso wie bei den beiden vor- ; |j die von einer periodisch hin und her drehantreib^ genannten Fehlerursachen Stellungsunterschiede des ξ baren und somit dem Werkstücktisch'den translatori- Werkstückschlittens und damit der zu bearbeitenden ~g sehen Anteil der Abwälzbewegung übertragenden Zahnflanken des Zahnrades zur Schleifscheibe ein- ; g« Spindel durchquert ist, wobei diese Spindel zusam- io treten. Da die Spindelerwärmung mit der ScMeifzeit ₅ * men mit der Spindelmutter zur Einstellung der Span- zunimmt, bedeutet dies, daß zwischen Schleifbeginn ;f s abnähme Tim einen von zwei verstellbaren Ansch'lä- und Schleifende ein zu Übergangsfehlern zwischen ;φ gen begrenzten Weg axial verschiebbar ist. dem zuerst geschliffenen und dem zuletzt geschhffe- ^

Gemäß dem dem Anmelder bekannten Stand der nen Zahn führender Stellungsunterschied auftritt. Je ; |f| Technik befinden sich die Anschläge für die Begren- 15 länger die Schleifzeit ist, um so größer wird dieser zung der Axialverschiebung der Spindel im Getriebe- Übergangsfehler, so daß beim Schleifen von Rädern ,^m kasten der Schleifmaschine. Sie sind als fest mit der mit großer Zahnbreite entsprechend große Fehler -^ Spindel verbundene Buchsen ausgebildet, die sich mit auftreten. . ' *'.,

ihren Ringflächen unter Zwischenlage eines Axial- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt des- ^f

Zylinderrollenlagers und einer Zwischenbuchse an ao halb darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Jf der entsprechenden Ringfläche jeweils einer Verstell- Art in ihrer Genauigkeit wesentlich zu verbessern. f buchse abstützen. Jede Verstellbuchse befindet sich insbesondere den Einfluß der obengenannten Feh- ?* ihrerseits über ein Bewegungsgewinde in Eingriff lerquellen, d.h. mangelnde Genauigkeit der Anmit einem konzentrisch zur Spindel angeordneten schlagflächen, axiale Nachgiebigkeit der Anschläge Schneckenrad, das sich über ein Axiallager an eher as am Spindelgehäuse und Längendehnung der Spindel Zwischenwand des Getriebegehäuses abstütet. Zur zu vermindern. Dabei soll sich die erfindungsgemäße Einstellung des axialen Verschiebeweges der Spindel Gestaltung durch einfachen und kostengünstigen wird die Verstellbuchse durch Drehen des auf ihr Aufbau auszeichnen.

sitzenden Schneckenrades mittels einer von der Ge- Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung

triebeaußenseite her zugänglichen Schnecke um das 30 der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dagewünschte Maß verschoben, so daß getrennt für die durch, daß die Spindel bei ihrer Axialverschiebung linken und rechten Flanken des zu schleifenden mit ihren beiden Stirnflächen gegen mit der Spindel-Zahnrades das gewünschte Zustellmaß einstellbar achse fluchtende Anschläge mit gewölbter Anschlag- und an der jeweiligen Position der Zustellschnecke fläche aufläuft, daß die Anschläge starr am Maschiablesbar ist.. Je nachdem, in welcher Richtung 35 nenbett verankert sind und daß die Länge der Spinder Werkstücktisch im Verlauf der periodischen del im wesentlichen der Amplitude des translatori-Hin- und Herverschiebung gerade bewegt wird, sehen Bewegungsanteiles der Wälzbewegung entdient abwechselnd eine von beiden Verstell- spricht.

büchsen zur Begrenzung der Axialverschiebung der Bei einer weiteren Lösung der Erfindungsaufgabe

Spindel. 40 erfolgt die Einstellung für die Spanabnahme an Stelle

Der Nachteil dieser bekannten Anordnung liegt in durch Axialverschiebung der Spindel durch Axialder großen Schwierigkeit, die Teilungs- und Über- verschiebung der Spindelmutter. Die Spindel ist wiegangsfehler bei der Herstellung von Präzisionszahn- derum mittels Lagern, die am Maschinenbett berädern in zulässigem Rahmen zu halten. So ist unter festigt sind, radial gelagert. Außerdem ist sie durch anderem die mangelnde Planlaufgenauigkeit der als 45 ein doppeltwirkendes Axiallager gegen Verschieben Anschlag dienenden Ringfläche der Verstellbuchse gesichert. Dafür ist die Spindelmutter in Längsfüheine ständige Fehlerquelle. Denn es ist technisch rangen am Werkstücktisch verschiebbar gelagert, nicht möglich, bei einer Buchse, die in einem Be- Ihre axiale Verschiebbarkeit wird durch die bereits wegungsgewinde verdrehbar geführt ist, eine Plan- beschriebenen, diesmal am Werkstücktisch starr gelaufgenauigkeit von wenigen um an der Ringfläche so lagerten Anschläge begrenzt, für beliebige Winkelstellungen der Buchse zu erhal- Die Wirkung der zur Lösung der Aufgabe heranten, selbst wenn die Buchse während des Schleifens gezogenen Maßnahmen besteht darin, daß durch die ihrer Ringfläche In das Bewegungsgewinde des erfindungsgemäße Anordnung der die Axialverschiesie umgebenden Schneckenrades eingeschraubt ist. bung der Spindel bzw. der Spindelmutter begrenzen-Durch diese Planlauffehler kommt je nach der Win- ss den Anschläge die Anschlagfllächen praktisch in die kelstellung der Verstellbuchse anstatt der gesamten Achse der Spindel bzw. die Bewegungsbahn der Spin-Ringfläche nur eine Teilzone mit der Zwischenbuchse delmutter gewandert sind, denn die Ringflächen der in Anlage, so daß sich deren axiale Verschiebung Verstellbuchse sind durch solche Anschläge ersetzt, nicht allein nach der genau reproduzierbaren Dreh- die mit der Spindelachse bzw. dem Weg der Spindelbewegung des Schneckenrades, sondern auch nach 60 mutter fluchten und nur eine geringe radiale Erdem nicht beherrschbaren Planlauffehler der Ver- Streckung aufweisen, so daß keine Planlauffehler der stellbuchsen-Ringfläche richtet. Anschläge sich auswirken können. Da die Veranke-

Eine weitere Fehlerquelle ergibt sich durch die rung der die Axialverschiebung der Spindel bzw. der Nachgiebigkeit der Zwischenwand des Getriebe- Spindelmutter begrenzenden Anschläge nicht mehr gehäuses, die die hohen Axialkräfte der Spindel auf- 63 am relativ nachgiebigen Getriebegehäuse, sondern nehmen muß. Das Getriebegehäuse kann aus ferti- an dem wesentlich stabileren Maschinenbett bzw. am gungstechnischen Gründen nicht an das Maschinen- Werkstückschlitten erfolgt, ergeben sich zwei Vorgehäuse angegossen werden und ist daher durch die teile. Erstens wird ein Nachgeben der Anschläge

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unter der wechselweisen Axialkraft der Spindel ver- und her drehangetrieben wird. Die Erzeugung des mieden und zweitens braucht die Spindel nicht mehr rotatorischen Anteiles der Abwälzbewegung des bis in das Getriebe hineinzuragen, sondern kann über Zahnrades kann in der üblichen Weise über Rollein außerhalb des Getriebegehäuses angeordnetes bögen oder über Rollwecüselräder erfolgen.
Zwischenrad angetrieben werden, so daß die Länge 5 Um während der Bearbeitung des Zahnrades eine der Spindel und damit die bei Erwärmung auftre- Zustellbewegung bezüglich des Werkzeugs zu erraögtende, Fehler verursachende Längenänderung nur liehen, ist es üblich, die Zuordnung zwischen rotanoch etwa halb so groß .ist wie bei den bisher be- torischem und translatorischem Bewegungsanteil zu kannten Vorrichtungen. Der durch das zusätzliche verändern. Dies kann bei der Anwendung von Wech-Zwischearad sich einstellende Übersetzungsfehler io selrädern zur Erzeugung des rotatorischen Bekann sich nicht mehr örtlich auswirken, da er in der wegungsanteiles beispielsweise dadurch erfolgen, daß am Werkstücktisch angreifenden Spindelmutter im man der Spindel einen einstellbaren Freihub in Verhältnis 40:1' in eine translatorische Bewegung Axialrichtung gestattet, so daß die zu bearbeitende übersetzt wird; d. h., bei Inkaufnahme eines Summen- Zahnflanke zur Schleifscheibenfläche hin verschoben teilungsfehlers von 10 μΐη ergibt sich lediglich ein 15 wird, ohne daß eine dem rotatorischen Bewegungs-Fehler in der translatorischen Bewegung des Werk- anteil entsprechende Verschiebung des Werkstückstücktisches von 14 μΐη. Da bei Wälzschleifmaschi- Schlittens erfolgt, und zwar so lange, bis der Freihub nen zum Schleifen großer Zahnräde» die Spindel für für die Axialverschiebung der Spindel ausgeschöpft ist. den translatorischen Antrieb sehr lang sein kann, Die bekannte Anordnung der Anschläge für die ergibt sich durch die Verkürzung der Spindel auch eine ao Begrenzung der Axialverschiebung der Spindel zeigt Verminderung der Durchbiegungsgefahr infolge Eigen- F ig. 2. Auf der Spindel 6 sitzen zwei fest mit ihr gewichts oder infoige der einwirkenden Axialkraft. verbundene Klemmhülsen 8 und 9, die sich über

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind Axial-Zylinderrollenlager 10 bzw. 11 an Zwischen-

die Anschläge als Gewindebolzen mit als Kugel- büchsen 12 bzw. 13 abstützen können. Diese Zwi-

kallotte ausgebildeter Anschlagfläche ausgebildet. »5 schenbuchsen 12 und 13 sind unverdrehbar, aber

Zur Messung der Stellungsänderungen der An- axial verschiebbar in einer Gehäusewand gelagert

schlage hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß an und stützen sich ihrerseits an Verstellbuchsen 14 bzw.

dem der Anschlagfläche gegenüberliegenden Ende 15 ab, die die eigentlichen Anschläge darstellen. Sie

jedes Anschlages bzw. Anschlagbolzens der Faststift sind unverdrehbar gelagert und laufen mit einem

jeweils eines Weggebers anliegt, der die Stellungs- 30 auf ihren Außenzylinderflächen angebrachten Be-

änderungen des Bolzens auf einen Absolut- und wegungsgewinde in Schneckenrädern 16 bzw. 17. Die

einen Differenzanzeiger überträgt. Schneckenräder 16 und 17 sind über Schnecken 19

Die Verstellung eines jeden Anschlags bzw. An- bzw. 20, die von der Außenseite des Getriebeschlagbolzens kann zweckmäßigerweise über ein kastens7 zugänglich sind, verdrehbar. Der Antrieb axial fixiertes Schneckenrad erfolgen, das mit seinem 35 der Spindel 6 erfolgt über ein Zahnrad 18, das über Innengewinde in ein Außengewinde des Bolzens ein- ein Keilnutenprofil axial verschiebbar mit der Spingreift und mittels seiner Außenverzahnung von einer del verbunden ist. Das Zahnrad 18 stützt sich über Schnecke antreibbar ist. Zur Übersetzung der Ver- Axiallager 21 bzw. 22 an der Gehäusewand 23 ab.
Stellbewegung kann die Verstellung der Bolzen auch Durch Drehen der Schnecken 19 oder 20 kann über einen Keil erfolgen, der längs seines Gegen- 40 somit das Spiel zwischen den Klemmhülsen 8 bzw. 9 Stückes in zur Bolzenachse schräger Richtung ver- und den Verstellbuchsen 14 bzw. 15 eingestellt werschiebbar ist. den. Infolge dieses Spiels kommt es bei einer Dreh-

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von richtungsumkehr des Zahnrades 18 zunächst zu einer

Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Axialverschiebung der Spindel 6, während der Werk-

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Werk- 45 stücktisch 1 wegen seiner wesentlich größeren Träg-

stücktischantriebes in der bekannten Form, heit gegenüber Bewegungsänderungen so lange in

F i g. 2 eine Detailzeichnung der bekannten An- Ruhe bleibt, bis die Verstellbuchse 14 oder 15 eine

Ordnung von Anschlägen für die Begrenzung der weitere Axialverschiebung der Spindel blockiert. Die

Axialverschiebung der Spindel, Spindel, die sich in der Spindelmutter dreht, trans-

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Werk- 50 portiert also den Tisch zunächst nicht, sondern wird

stücktischantriebes bei erfindungsgemäßer Anord- selbst durch den schweren Tisch zurückgehalten, bis

nung der Spindel und der Anschläge, der durch den Anschlag festgelegte Weg zurück-

Fi g. 4 eine Detailzeichnung gemäß F i g. 3, gelegt ist. Über die beiden Schneckenräder 16 und 17

F i g. 5 eine Ausführungsvariante für die Verstel- läßt sich daher getrennt für jede Zahnflanke das ge-

lung der Anschläge, SS wünschte Zustellmaß einstellen.

Fig. 6 die Anordnung der Anschläge bei der In den F i g. 3 und 4 ist die erfindungsgemäße An-

Axial-Verschiebbarkeit der Spindelmutter und Ordnung der Spindel und der Anschläge dargestellt.

Fig. 7 die Anzeige der Stellung der Anschläge, Der Antrieb des Zahnrades 18 und damit der Spin-

ihrer Verschiebewege und damit der Spanzustellung. del 6 erfolgt nicht mehr innerhalb des Getriebe-

Wie Fig. 1 zeigt, trägt ein Werkstücktisch 1 ein 60 kastens7, sondern mittels einer aus dem Getriebe-

zu bearbeitendes Zahnrad 2, das bezüglich einer kasten herausragenden Welle 24, so daß die Spindel

Schleifscheibe 3 je eine hin- und hergehende Ab- in ihrer Länge wesentlich verkürzt werden kann und

wälzbewegung macht. Das Zahnrad 2 ist mittels einer die Anschläge am Maschinenbett 27 verankert wer-.

Spannvorrichtung 4 auf dem Werkstücktisch 1 be- den können. Ebenso sind die Radiallager 26 der

festigt, der über Längsführungen 5 verschiebbar ist. 65 Spindel 6 am Maschinenbett 27 befestigt.

Die Verschiebung des Werkstücktisches wird von Wie Fig.4 zeigt, erfolgt die Begrenzung der

einer Spindel 6 erzeugt, die über ein im Getriebe- Axialverschiebung der Spindel 6 durch mit der

kasten 7 befindliches Kurbelgetriebe periodisch hin Spindelachse fluchtende Bolzen 28 bzw. 29. Diese

Bolzen sind in einem Gehäuse 30 bzw. 31 gelagert und können beispielsweise über ein Schneckengetriebe, bestehend aus einem Schneckenrad 32 bzw. 33 und einer Schnecke 34 bzw. 35, axial verschoben werden. Um die Planlauffehler der Bolzen 28 und 29 an ihren Anschlagflächen auf ein Minimum zu reduzieren, ist diese ballig geschliffen.

Da die axiale Verschiebung der Bolzen 28 und 29 mit dem Zustellmaß an der jeweiligen Zahnflanke übereinstimmt, wird die Verschiebung der Anschlag-Bolzen 28 und 29 über einen elektrischen Weggeber 36 bzw. 37 auf die in F i g. 7 gezeigten Anzeigeinstrumente 38, 39 und 40 übertragen. Dabei zeigen die beiden Instrumente 38 und 39 das Zustellmaß getrennt für jede Zahnflanke an, während das Anzeige- instrument 40 eventuelle Differenzen der Zustellmaße zwischen der einen und der anderen Zahnflanke anzeigt, so daß die symmetrische Bearbeitung einer Zahnlücke erleichtert wird.

Die Zustellung kann auf motorischem Wege erfol- ao gen, wobei Drucktasten 41 bis 44 zum Ein- und Ausschalten sowie zur Drehrichtungsumkehr der beiden nicht dargestellten Zustellmotore dienen.

Bei der in Fig. S dargestellten Ausführungsvariante für die Bewegung der Anschläge erfolgt die Betätigung des in einer Gleitlagerung 45 geführten Bolzens 28 über einen Keil 46, der längs einem Gegenstück 47 gleitet und durch einen Zustellbolzen 48 entgegen der Wirkung einer Feder 49 verstellbar ist. Der Zustellbolzen 48 wird in der bereits beschriebenen Weise durch Drehen einer Schnecke 51 und eines Schneckenrades 50 verschoben. Am rückwärtigen Ende des Zustellbolzens 48 ist der Weggeber 37 angeordnet.

Bei einer abgewandelten, vorstehend bereits beschriebenen Lösung der Erfindungsaufgabe erfolgt gemäß F i g. 6 die Einstellung für die Spanabnahme an Stelle durch Axialverschiebung der Spindel 6 durch Axialverstellung der Spindelmutter 25. Die Spindel 6 ist wiederum mittels Lager 26, die am Maschinenbett 27 befestigt sind, radial gelagert Außerdem ist sie durch ein doppeltwirkendes Axiallager 52 gegen Verschieben gesichert. Dafür ist die Spindelmutter 25 in Längsführungen 53 am "Werkstücktisch 1 verschiebbar gelagert Ihre maximale Verschiebbarkeit wird durch die bereits beschriebenen, diesmal am Werkstücktisch starr gelagerten Anschläge 28 und 29 begrenzt wobei wiederum elektrische Weggeber 36, 37 zur Anzeige der jeweiligen Einstellung des Anschlages dienen. 5< >

Die Spindel 6 wird auch hier über das Zahnrad 18 angetrieben, -wobei sich infolge der Trägheit des Werkstückschlittens 1 die Spindehnutter25 je nach Drehrichtung der Spindel an den Bolzen 28 oder 29 anlegt

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstellen der Spanabnahme beim Zweiweg-Wäfeschleifen von Zahn rädern, bei dem in jeder Wälz-Hubrichtung abwechselnd eine rechte und eine linke Zahnflanke geschliffen wird, mit einem das Zahnrad tragenden Werkstücktisch mit einer Spindelmutter, die von einer periodisch hin und her drehantreibbaren und somit dem Werkstücktisch den translatorischen Anteil der Abwälzbewegung übertragenden Spindel durchquert ist, wobei diese Spindel zusammen mit der Spindelmutter zur Einstellung der Spanabnahme um einen von zwei verstellbaren Anschlägen begrenzten Weg axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (6) bei ihrer Axialverschiebung mit ihren beiden Stirnflächen gegen mit der Spindelachse fluchtende Anschläge (28, 29) mit gewölbter Anschlagfläche aufläuft, daß* die verstellbaren Anschläge am Maschinenbett (27) starr angebracht sind und daß die Länge der Spindel im wesentlichen der Amplitude des translatorischen Bewegungsanteiles der Wälzbewegung entspricht

2. Vorrichtung zum Einstellen der Spanabnahme beim Zweiweg-Wälzschleifen von Zahnrädern, bei dem in jeder Wälz-Hubrichtung abwechselnd eine rechte und eine Unke Zahnflanke geschliffen wird, mit einem das Zahnrad tragengenden Werkstücktisch mit einer Spindelmutter, die von einer periodisch hin und her drehantreibbaren und somit dem Werkstück den translatorischen Anteil der Wälzbewegung liefernden Spindel durchquert ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (25) zur Einstellung der Spanabnahme axial verschiebbar angeordnet ist und daß ihre Axialverschiebung von zwei verstellbaren am Werkstücktisch (1) starr angebrachten Anschlägen (28,29) begrenzt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Anschläge (28,29) Gewindebolzen mit als Kugelkailotte ausgebildeter Anschlagfläche sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Verstellung eines jeden Anschlagbolzens (28,29) über ein axial festgelegtes Schneckesrad (32,33) erfolgt, das mit seines! Innengewinde in ein Außengewinde des Bolzens eingreift und mittels seiner Außenverzahnung von einer Schnecke (34,35) antreibbar ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung eines jeden Anschlagbolzens (28,29) über einen Keil (46) erfolgt der längs einem Gegenkeil (47) gegen Federkraft verschiebbar ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß an dem der Anschlagfläche gegenüberliegenden Ende jedes Anschlägbolzens (28,29) der Taststift jeweils eines Weggebers (36, 37) anliegt der SteHungsänderungen des Bolzens auf einen Absolut- und einen Differenzanzeiger (38,39,40) überträgt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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