DE2433603A1

DE2433603A1 - Vorrichtung zum schleifen gekruemmter zahnflanken von kegelraedern

Info

Publication number: DE2433603A1
Application number: DE2433603A
Authority: DE
Inventors: Franz Weigant; Albin Dipl Ing Wolf
Original assignee: Renk GmbH; Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1974-07-12
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1976-01-29
Also published as: US3974595A; DE2433603C2

Description

Durch die DOS 1 752 941 und die DAS 1 066 073 sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekanntgeworden zum Herstellen von Kegelrädern mit gekrümmten Flankenlinien. In dein einen Fall wird eine als Kegelstumpf ausgebildete Schleifscheibe in Längsrichtung der Flanken hin™ und hergeschwungen, wobei die Bahn der Scheibe eine Resultierende aus mehreren Bev/egungskoraponenten darstellt. Eine solche Anordnung ist getriebetechnisch kompliziert und gestattet nicht die Herstellung von Kegelrädern mit großen öder sehr großen Durchmessern.

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In anderen Fall wird das Kegelrad einerseits um seine eigene Aoh.se gedreht und andererseits um eine zur Srseuge-rebene senkrechte Achse verschwenkt_} während das v/erk-ZGUg um eine orfosfesbe Achse rotiort. Diese Maßnahme läßt sich, erst recht nicht zur Herstellung von Kegelrädern niiu großen oder sehr großen -Durchmessern anwenden, v/eil dann zu große Massenkräfte beschleunigt vjerden müssten v.nd große Ungenauigkeiten entstehen -würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» eine Vorrichtung zum Schleifen gekrümmter Zahnflankeη von Kegelräderen zu entwickeln, die einerseits getriehetrechnisch einfach au beherrschende Bewegungen des Werkstückes "and des l/srkseuges erfordert and anderer.oeits ,geeignet ist, Kegelräder mit besondax-s großem Durchmesser,- ζ,Β» in der Größenordnung von 2 Hoter und mehr, mit hoher Genauigkeit zu schleifen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung s^näcÄrit in eimern ersten Schritt von der G-etriobatecanik einer "bekannben V's:-?x:ahnungsaaschine aus, bei der an einest entlang ö.&r Kahnflank«a des kontinuierlich rotierenden Kegelrades hin- und herbeweglichati Schlitten ein das Werkzeug tragender Schieber senkrecht ?.ur . Schuttenfüixruag ura eine die größte Zahnhöhe äbersteigsn-l^ Strecke Terschiobbar geführt und die Schlittonführutig an einer entsprechend der gewünschten Zahnflankeakrüp.mung ossilli verdrahbaren Wiege angeordnet ist,

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Im speziellen bestellt die Erfindung bei einer solchen Verzahnung s ma. s chine darin, daß am Schieber eine als Kegelstumpf ausgebildete Schleifscheibe um 1S0° umsteckbar gelagert iah, deren Keveltaa,nte!fläche als Schleiffläche bestimmt und die entlang ihrer Achse gegen die Zahnflanke ?,ustellbar ist, und daß der Antrieb der Schleifscheibenrpindel von einem am Schlitten angeordneten Motor über einen umlaufenden !Flachriementrieb erfolgt.

Die erwähnte vorbekannte Verzahnungsmaschine (System Gleason) ist ,jedoch nur in der Lage, die Verzahnung mit einem Hobelstahl herzustellen. Während sich das Kegelrad kontinuierlich um seine eigene Achse dreht, \«Jird der Hobelstahl entlang der zu bildenden Zahnflanke geführt. Da der Hobelstahl dieselbe Bewegungsstrecke nicht rückwärts ausführen kann, muß er um das Maß der größten Zahnhöhe aus dem Eingriff mit der Verzahnung gebracht werden. Dies geschieht dadurch, daß ein den Hobelstahl aufnehmender Schieber im hin- und herbeweglichen Schlitten senkrecht nur Schlittenbewegungsebene verstellbar geführt ist. Der Hobelstahl führt somit eine viereckige Bewegungslinie aus. Die Schlittenführung wird nun durch eine oszillierend hin und her verdrehbare Wiege während des Hobeins der Zahnflanke verdreht. Durch die Resultierende aller Bewegungen entsteht eine gekrümmte Flenkenlinie.

Das Schleifen der mit diesem Hobelstahl erzeugten Zahnflanken ist hingegen bisher noch nicht bekannt geworden und wurde mit dom GosenßLand der Erfindung, der im Prinzip als eine Zusatz

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vorrichtung angesehen werden kann, ermöglichst. Ebenso wie der Hobelstahl wird die im Schieber gelagerte kegeIstu tupfförtnige Schleifscheibe mit der Kegelsturnpf-Mantelfläche entlang der Zahnflanken geführt, während das Werkstück kontinuierlich rotiert und die Wiege ihre oszillierende Bex^egung ausführt. Dabei bereitete es aber erhebliche Schwierigkeiten, die erfin— dungsgemäße 'Schleifvorrichtung auf verhältnismäßig engem Raum am Schlitten unterzubringen und so anzutreiben sowie zuzustellen, daß tatsächlich ein exakter SchleifVorgang ermöglicht wird.

Dies gelang zunächst mit Hilfe der ersten Überlegung, eine kegelstumpfförmige .Schleifscheibe zu verwenden, die mit der Kegelstumpf-Mantellinie arbeitet, was an sich bekannt ist, jedoch entlang der Spindelachse gegen das Werkstück angestellt wird. Zugleich ist es durch Umstecken dieser Schleifscheibe nach einer Wendung um 180° möglich, die gegenüberliegende Zahnflanke auf eben dieselbe beschriebene Weise zu schleifen» Der Schleifvorgang erfolgt kontinuierlich, wobei der Schleifscheibendurchmesser konstant bleibt» Somit ist auch die Konstantheit der Schleifgeschwindigkeit gewährleistet. Beim.Schleifen der Planken kann jede gewünschte Längsballigkeit ] eingesteuert xverden, so da.8 mit der erfindungsgemäßen Einrichtung alle Möglichkeiten gegeben sind, einsatzgehärtete Kegelräder bis übei? 2 Meter Durchmesser zu schleifen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, größere Umfangsgeschwindigkeiten bei größeren Kegelrädern zu erreichen und eine Minderung des Geräusches im Getriebelauf zu bewirken.

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Da die »Schleifscheibe zufolge der Schieberbewegung und der Zustellung gegen die Zahnflanke keine ortsfeste Lage einnimmt, war es erforderlich, einen dieser Bewegung folgenden Antrieb au entwickeln. Hierzu empfiehlt sich .besonders der erwähnte Flachrieraenantrieb, bei de^i die durch die Zustellung der Schleifscheibe entstehende Beweguugskonroonsnte dadurch aufgefangen vird, dass das auf der Schleifscheibenspindel sitzende Riemenrad ballig alisgebildet ist. Auf diese Weise kann der !Flachriemen eine axiale .Relativbewegung auf der Mantelfläche des Riemenrades durchführen, ohne dass dadurch der Antrieb beeinträchtigt wird. Zweektnässigerweise ist gegen den Riementrieb eine pendelfähig gelagerte, unter IPederspannung stehende Ausgleichsrolle angestellt, welche einen ordnungsgeciässen Riemenzug während der Hubbewegung des Schiebers aufrechterhält»

Um die Schleifscheibe gegen die Zahnflanke anzustellen, sieht die Erfindung im Rahmen einer Ausgestaltung vor, dass am Schieber ein über ein Kegelradgetriebe verstellbares Schraubenradgetriebe gelagert ist, dessen Schraubenrad über ein Innengewinde mit dem gegen Verdrehung gesperrten Schleifscheiben-Spindellager verbunden ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine am Schlitten parallel zu einer Mantellinie der Schleifscheibe motorisch verstellbare Abzieheinrichtung. Diese Abzieheinrichtung ist vorzugsweise um

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eine senkrecht z-ur· Schiittenbovjegtmssobene stehende Achse

„ _/olatfce verdrehbsx· ud,-1 niit Jiilfß von in aex ircci-' angeordneten rre~ krümm be η Lan;', Io ehern fers I" spannbar. 'Daruberhiriaus v/eist die Ahaie/ieinrichtun~: i-v^ci-mässierer^oise einen an seinen "Snden '-iv;ei Dicι^η..'ίη üsr¹ tragenden, senkrecht z-nr Nantellinio der Schleifscheibo verstellbaren Halter auf.

Hit dieser.· Abzieheini'iah&un^ ist es aöglich., die Schleifscheibe bei Stillstand eier übrigen Bewegungen entlang der Ee;-5elmanfcelflache durch, eine bloße Hin- und Herbewegung dex¹ Diamanten abzuziehen, ohne dass Rücksicht' auf die I>._s-e der Schleifscheibe an ihrer Gpindel fjenoraaen vierden rr-v.ss. L'a. n"'iralich die Abzieheinrichtun-: um die geschilderte Achs3 ■yerschv;enkbar ist, kann sie ;iedor Laf?e einer ICe^elmantelflr.che angepasst v;arden. V/ährend des Bohle if Vorganges darf die Ab^ieh ^Verrichtung; jedoch nicht dem Schieber im l*/e?: sein^ weshalb :;ie in eine auscerhalb des X^^e-run^nriumen des Schiebers befindliche Stellung ^urü^kTerset^t werden kann,

Schliesslich sieht; dio Srfindiaig Tor, dass ein die Sr.hleifo.Doranun·"¹; st\-"sehiriö?KU?r ^r'^^ev "as eins senkrecht; 9^f :1er ACh=Iu der SchleifFpinrlgl stehende md ci^rch den ^rör;sten Gc-hleif·- £?cheibenuurchiie:3sftr '.rwlhxterAe Achse dreirysrstolibar am Ron3-i an?ieordnoi; ist, . "

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BAD ORiQfNAL

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Einzelheiten der Erfindung: ergeben sich aus der Zeichnung, In ihr ist die Erfindung scheraatisch und· beispielsi^eise dargestellt. Es zeigen:

^Ip;, 1: eine schematische Draufsicht auf eine .Zahnflanken schleifmaschine j

Fig. 2: einen Längsschnitt durch die Schleifscheibe,

ig, 3: eine Torderansicht, teilweise im Schnitt der in einem Träger zusammengefassten Sohleifanordnung,

-.Fig. 4-: einen Querschnitt entlang der Linie 17-17 durch die Schleif anordnung getnäss Fig, 3 und

Fig. 5ϊ eine Draufsicht auf den Antrieb der Schleifspindel in Richtung des Pfeiles A

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Gesamtanordnung einer mit einer Schleifeinrichtung versehenen 7erzahnungsmaschine 4 dargestellt, um die einzelnen erforderlichen, sich überlagernden Bewegungen zu erläutern. Das zu verzahnende Kegelrad 1 ist in einem mit dem Maschinengestell verbundenen Kegelradlaajer 2 drehbar gelagert und über die Antriebswelle kontinuierlich verdrehbar. An der 7erzahnungsmaschine 4- befindet sich eine uta die horizontale Drehachse 6 oszillierende Wiege 5,

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an e'er eine Schlittenführung 8 vorgesehen ist. die oich parallel zu dem zu bearbeitenden Zahn des Kegelrades 1 erstreckt. Ein darin geführter Schlitten 7 "*-'iri über ein Schubku.rbelgetriebe 9 hin- und herbewegbar angetrieben. An diepeai öchlitben 7 wird über eine allgemein r-ls Plansch. Io bezeichnete Anordnung eins Tragplatte 11 befestigt, --eiche d"\e eigentliche Schleifeinrichtung aufnimmt. In dieser tragplatte 11 ist ein Schieber 12 senkrecht zur Schiit fcenbeviegungsebene mit Hilfe einer Schieberführung 13 be'.vegrbar geführt. Dieser Schieber 12 trägt die Spindel der Schleifscheibe 1^, An der Trägerplatte 11 ist ein Antriebsmotor 15 befestigt, der über einen Flachriementrieb 16 auf die Spindel der Schleifscheibe 14- einvirlrü. Ausserdem ist an .per !trägerplatte eine Abziehvorrichtung 17 für die'Schleifscheibe 14- vorgesehen.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Schleifscheibe l'-f- als Kegelstumpf ^ungeführt. Sie bearbeitet mit ihrer Kegels=ntelf1KcLe 2J die .Zahnflanke 25· Wenn man die Schleifscheibe l^iL ua loo^v gesendet mit der Schleifspindel verbindet, kann die gregeaüberliegende Zahnflanke 25' bearbeitet werden.

Bei einer solchen· Anordnung finden folgende Bewegrungslberlajerungen statt: -

Das .Kegelrad 1 rotiert kontinuierlich um seine Antriebsachse J ; in Richtung des Pfeiles 18. Der Schlitten 7 führt eine Hin- und Herbevep:ung in Richtung des Pfeiles IQ a-.s, vodurch die

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Schleifscheibe 14, die sich beispielsweise entlang des Pfeiles 22 dreht, über die gesamte Länge der Zahnflanke hinwegbewegt wird. Sobald der Hub bis über das Zahnrad 1 hinaus ausgeführt ist, wird der Schieber 12 entlang des Pfeiles 2o nach innen gegen die Schlittenführung 8 zurückbewegt, bis die Schleifscheibe 14 aus dem Eingriff mit der Verzahnung des Kegelrades 1 gelangt. In dieser Schleifscheibenstellung wird der Schlitten 7 in seine Ausgangslage zurückbewegt. Gleichzeitig mit der Schieberbewegung gemäss Pfeil 19 erfolgt eine oszillierende Drehbewegung der Wiege 5 entlang des Pfeiles 21 um die Achse 6» Durch diese Wiegebewegung wird die Krümmung der Zahnflanke 25, 25^! erzeugt. Schliesslich ist in Fig. 2 noch die Zustellbewegung der Schleifscheibe 14 entlang des Pfeiles 24 angedeutet. Mit dieser Zustellbewegung 24 wird die Schleifscheibe der Zahnflanke 25 angenähert, die Schleiftiefe eingestellt und, wie noch später gezeigt wird, die Schleifscheibe zum Abziehen zugestellt.

Aus den Fig. 5 bis 5 ergeben sich nun konstruktive Details für die erfindungsgemasse Schleifanordnung.

Die Schleifscheibe 14 ist auf der Schleifscheibenspindel' 26 mittels einer Spannvorrichtung 27 so aufgezogen, dass sie abgenommen und in umgekehrter Richtung aufgesetzt werden kann. Die Zustellung der Schleifscheibe .14 erfolgt über das Spindellager 28, das von einem Kegelradgetriebe 29 über ein Schraubenradgetriebe 3o, 31 axial verstellbar ist. Das Schraubenrad ;J Jl weist

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ein Innengewinde J>2 auf und erteilt dem Spindellager 28, das :7,'etnäss Fig. 4 eine Drehsperre 33 aufsei st, iibar dieses Innengewinde 3? die Axialbe^egung. Die Feststellung des S-oindellagers 28 erfolgt über die Spannbolzen 34- geraäss-Fig. 4.

Der Antriebsmotor 15 "für die Schleifscheibe 14 ist an der Tragplatte 11 in geeigneter V/eise angeflanscht. Der Riementrieb 16 "wirkt auf ein ait der Schleifspindel 25 verbundenes Riesenrad 42, das eine ballige Plantelfläche besitzt. Gegen den Flachriemen 16 ist eine Ausgleichsrolle 41 angestellt, die in einer Schwinge 4_O gelagert ist. Die Schwinge 4o ist über die Feder 43 (vgl, Fig. 5) vorgespannt. Durch diesen umlaufenden Flachrieraentrieb 16 v;ix*d der Antrieb der Schleifscheibe 14 gewährleistet, obwohl das abtreibende Riesenrad 42 in zwei verschiedenen Richtungen versetzt wird. Einaal erfolgt die Versetzung in einer nicht unbeträchtlichen Strecke durch, die Bevjegung des Schiebers 12. dessen Führung 13 in Figur 3 scheniatiseh angedeutet ist. Dies geschieht, u'ie eingangs erwähnt,.um die Schleifscheibe 14 aus dem ,Eingriff sit der Verzahnung beim Süclo-iärtsschub des Schiebers 7 Z¹J- bringen. Andererseits muss der Riementrieb 16 die Zustellung der Schleifscheibe 14 in Richtung sur Zahnflanke gestatten. Deshalb ist das Riemenrad ballig, wodurch eine axiale Relativbewegung zwischen Rad und Riemen stattfinden kann»

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In Fig. 5 ist ferner noch die Abzieheinrichtung 17 (large .-.teilt , die einen Antriebsmotor 35 z"-vr Er^e^-rin^ einer l%ii?s der Abziehvorrichtung und der Ke^elmantelflache der Schleifscheibe 14 hin- und hergehende Beve~rm~ der Diamanten erzeugen soll. Die Abziehvorrichtung 3.7 ist ur. die Schwenk-' achse 36 in die strichpunktierte Linie versteilbar, zu welchen Zvjeck an der Tragplatte 11 ein gekrümmtes Lan_~loch 37 zwecks A.nflanschung der Abzieheinrichtung 17 in den .jeweils ge— vuinachten Schwenkstellungen vorgesehen ist. Biese Verschwenkung ist deswegen zweckmässig, weil die Schleifscheibe 14- auf der Schleifspindel 26 umgekehrt aufsteckbar ist, Die Kegelaantelflache der Schleifscheibe 14 lässt sich also in .jeder aufgesteckten Lage und bei jeder Winkellage dieser Kegeimar."elfläche einwandfrei abziehen. Während des SchleifVorganges darf jedoch die Abzieheinrichtung 1"7 nicht dem Schieber 12 hinderlich im Wege' sein. Sie wird daher mit Hilfe des Motors 35 in eine aus se ""ha Ib des Bev/egungsrauraes des Schiebers 12 befindliche Stellung zurückbewegt.

Die Trägerplatte 11 ist mittels der Flanschverbindung 44 um die Maschinenachse schwenkbar am. Schlitten 7> der in !Fig» 3 nicht dargestellt ist, in verschiedenen ¥inkelstellungen befestigbar. Die Maschinenachse befindet sich bei 46, Sie ist durch den Schnitt der Spindelachse 26 mit einer durch den grössten Schleifscheibendurchmesser gehenden Senkrechten gebildet. In dieser senkrechten Ebene liegt auch die Schwenkachse 36 der Abziehvorrichtung 17- Indem or-n die Tragplatte 11 UD die T¹T-3achinon-ÄChse

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/verstellt, können beliebige Spiralvjinkel bei der Verzahnung erzeugt werden.

Paten

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Claims

PATENTANSPRUOHE

■Vorrichtung zum Schleifen gekrümmter Zahnflanken von Kegelrädern in einer Verzahnungsmaschine, bei der an einem entlang der Zahnflanken des kontinuierlich rotierenden Kegelrades hin- und herbeweglichen Schlitten ein das Werkzeug tragender Schieber senkrecht zur Schlittenführung um eine die grösste Zahnhöhe übersteigende Strecke verschiebbar geführt und die Schlittenführung an einer entsprechend der gewünschten Zahnflankenkrümmung oszillierend verdrehbaren Wiege angeordnet ist, dadurch g e k e η η ζ e 1 c h"n e t, dass am Schieber (12) eine als Kegelstumpf ausgebildete Schleifscheibe (14) um 18o° umsteckbar gelagert ist, deren Kegelmantelfläche (23) als Schleiffläche bestimmt und die entlang (24) ihrer Achse (26) gegen die Zahnflanke (25) zustellbar ist',

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ut]'¹ -"-3OS der Antrieb der Schleif schsibenspindel. (25) τοπ einen as Schlitten (7) angeordneten Motor (15) über einen umlaufenden Flachrieaentrieb (16) erfolgt.

.?,) Vorrichtung nr-ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Schleifscheibenspindel (26) oitsenfe Riesenrad (42) ballig ausgebildet ist.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass gegen den Riementrieb (16) eine pendel fähig gelagerte, unter leäerspannung (^/;-3) stehende Aunrrleichsrolle (41) angestellt ist, _,-

4.) Vorrichtung n-ich Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Schieber (12) ein über ein Kftgolr-idgetriebe (29) vergtellhnres Schraubenradgetriebe: (3o, 31) gelage-rb ist, dessen Schraubenrad (5-1) ähav ein Innengewinde (32) mit' dem gegen -Verdrehung (33) gesperrten Sohle if scheiben-rpindellagrer (28) ύβ r bun den ist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 o3er .folgende, dadurch gekennzeichnet, dass an. der Tragplatte (I l) eine parallel zu einer Mantellinie der Schleifscheibe (14) motorisch verstellbare Abzieheinrichtung (17) angeordnet ist,

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6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzieheinrichtung (17) um eine senkrecht zur Schlittenbewegungsebene stehende Achse (36) verdrehbar und mit Hilfe von in der Tragplatte ("11) angeordneten, gekrümmten Langlöchern (37) festspannbar ist,

7.) Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzieheinrichtung (17) einen an seinen Enden zwei Diamanten (38) tragenden, senkrecht zur Mantellinie der Schleifscheibe (14) verstellbaren Halter (39) aufweist,

8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Schleifanordnung aufnehmender Träger (11) um eine senkrecht auf der Achse der Schleifspindel (26) stehende und durch den grössten Schleifscheibendurchmesser verlaufende Achse drehverstellbar am Schlitten (7) angeordnet ist.

Dipl.-Ing. H.D.Ernicke Patentanwalt

8·χ. Ernecke

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