DE3132496A1

DE3132496A1 - "vorrichtung zum abrichten und nachstellen einer schleifscheibe an einer zahnflanken-schleifmaschine"

Info

Publication number: DE3132496A1
Application number: DE19813132496
Authority: DE
Inventors: Milan 5615 Fahrwangen Bartosek
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1981-04-27
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1982-11-04
Also published as: JPS57184625A; DE3132496C2; DD202115A5; CH649491A5; SU1069612A3; US4423570A

Description

PATENTANWÄLTE ; ; - _: ; _:'" -

WUESTHOFF -v. PECHMANN -BEH RENS-GOETZ

PROJ-hSSIONAL REPRESENTATIVES BEPORE THE EUROPEAN PATENT OPFJCE »ί/.NDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN UES BREVETS

"DR^--INV. r-RANZ VlHSI JIOFF

.DR^PH IJ. FREIM TUEST)IOfF (Ί927-Ι956)

DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) DIPL.-CHtM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-INC. DIETER BEHRENS DIPL.-1NG.; UIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

1A-54 644

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 ji

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

TELEX: j 24 070

17. August 1981

Patentanmeldung

Anmelder:

Maag-Zahnräder & -Maschinen Aktiengesellschaft
Hardstraße 219
CH-8023 Zürich

Titel:

Vorrichtung zum Abrichten und Nachstellen einer Schleifscheibe an einer Zahnflanken-Schleifmaschine

Vorrichtung zum Abrichten und Nachstellen

einer Schleifscheibe
an einer Zahnflanken-Schleifmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abrichten und Nachstellen einer tellerförmigen Schleifscheibe an einer Zahnflanken-Schleifmaschine mit

- einem nachstellbaren Schleifsupport, an dem die Schleifscheibe gelagert ist,

- einem im wesentlichen radial zur Schleifscheibe nachstellbaren Abrichtschlitten, an dem zumindest annähernd diametral gegenüber der Arbeitsstelle, an der die Schleifscheibe auf eine Zahnflanke einwirkt, zwei Abrichtwerkzeuge, eines zum Abrichten

/2

der arbeitenden Stirnfläche und eines zum Abrichten der äußeren Mantelfläche der Schleifscheibe, sowie ein Taster zum Abtasten der arbeitenden Stirnfläche angeordnet sind,

- einem Antrieb zum Nachstellen des Schleifsupports und des Abrichtschlittens, wobei der Nachstellweg des Abrichtschlittens jeweils größer ist als der Nachstellweg des Schleifsupports,

- und einer vom Taster abhängigen Steuerung für diesen Antrieb.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung (DE-OS 29 34 345) ist der Schleifsupport an einem Träger derart geführt, daß die auf dem Schleifsupport gelagerte Schleifscheibe beim Verschieben des Schleifsupports radial, also im rechten Winkel zu ihrer Achse, nachgestellt wird. Zusätzlich ist die Schleifscheibe in bezug auf den Schleifsupport axial zustellbar. Es wird also unterschieden zwischen einer axialen Zustellung und einer radialen Nachstellung der Schleifscheibe, wobei die axiale Zustellung dafür sorgt, daß die arbeitende Stirnfläche der Schleifscheibe trotz wiederholten Abrichtens stets in der gleichen Bezugsebene bleibt, während durch das radiale Nachstellen der Schleifscheibe deren Durchmesserverminderung ausgeglichen wird, die dadurch auftritt, daß die äußere Mantelfläche der Schleifscheibe ebenfalls von Zeit zu Zeit abgerichtet wird, damit sie eine bestimmte, das Ausbröckeln des Schleifscheibenrandes verhindernde Mindestbreite nicht unterschreitet. Der Abrichtschlitten der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung ist an dem Schleifsupport parallel zu dessen Nachstellrichtung nachstellbar geführt. Der Antrieb zum Nachstellen des Schleifsupports und des Abrichtschlittens ist derart gestaltet, daß der Abrichtschlitten in bezug auf den Träger, an dem der Schleifsupport geführt ist, jeweils doppelt so große Nachstellwege zurücklegt wie der Schleifsupport.

/3

Bei solchen bekannten Vorrichtungen muß zwischen der axialen Zustellung der Schleifscheibe und der radialen Nachstellung des Abrichtschlittens ein solches Verhältnis hergestellt werden, daß die äußere Mantelfläche der Schleifscheibe eine vorgegebene Breite innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen beibehält, denn eine Überschreitung dieser Breite könnte beim Schleifen einer Zahnflanke zu einer unzulässigen Berührung der Schleifscheibe mit der benachbarten Zahnflanke führen, während eine Unterschreitung der vorgegebenen Breite zur Folge haben kann, daß die Schleifscheibe an ihrem Rand ausbrökkelt. Dieses Problem läßt sich zwar in bekannter Weise (DE-OS 26 44 890) dadurch lösen, daß Meßvorrichtungen die axiale Zustellung der Schleifscheibe und die radiale Nachstellung des Abrichtschlittens messen und eine Steuervorrichtung einen Antrieb für die radiale Nachstellbewegung des Abrichtschlittens so steuert, daß das Verhältnis dieser radialen Nachstellbewegung zur axialen Zustellbewegung der Schleifscheibe dem Tangens der Neigung der Rückenfläche der Schleifscheibe in bezug auf deren Achse entspricht. Die hierzu erforderlichen Meß- und Steuervorrichtungen sind jedoch aufwendig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung auf einfachere Weise die Bewegungen durchzuführen und zu steuern, die erforderlich sind, um die Schleifscheibe scharf zu halten und sie stets von neuem in eine vorgegebene Stellung in bezug auf die zu schleifende Zahnflanke zu bringen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

- der Abrichtschlitten getrennt vom Schleifsupport auf einem Träger geführt ist,

- die Nachstellrichtung des Schleifsupports mit der Nachstellrichtung des Abrichtschlittens einen sich zur Schleifscheibenachse hin öffnenden spitzen Winkel γ einschließt, welcher zumindest annähernd mit der Neigung der Rückenfläche der Schleif-

/4

31324 36

scheibe in bezug auf eine Radialebene übereinstimmt,

- die Schleifscheibenachse mit der Nachstellrichtung des
Schleifsupports den Komplementärwinkel 90°-γ einschließt

- und der Nachstellweg c des Abrichtschlittens sich zum
Nachstellweg b des Schleifsupports verhält wie

-r = 2 · cos γ.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat vor allem den Vorteil, daß eine axiale Verstellung der Schleifscheibe in bezug auf den Schleifsupport jedenfalls im normalen Betrieb nicht erforderlich ist, so daß die Schleifscheibe auf dem Schleifsupport unverschiebbar gelagert sein kann. Durch die Nachstellung des Schleifsupports allein wird einerseits der durch
das Schleifen und das Abrichten an der Stirnfläche der
Schleifscheibe auftretende Verschleiß und andererseits die
durch das Abrichten der Mantelfläche auftretende Durchmesserverringerung der Schleifscheibe kompensiert. Da somit neben der Nachstellung des Abrichtschlittens nur die Nachstellung des Schleifsupports gesteuert zu werden braucht, und da die Nachstellwege des Abrichtschlittens und des Schleifsupports in einem an die Neigung der Rückenfläche der Schleifscheibe angepaßten Verhältnis zueinander stehen, ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Steuerung besonders einfach.

Vorzugsweise erstreckt sich die Nachstellrichtung des Schleifsupports zumindest annähernd parallel zu derjenigen Mantellinie der Rückenfläche, die der Arbeitsstelle der Schleifscheibe am engsten benachbart ist.

/5

■^: ■" ο ' - -. /:. 3132436

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig.1 eine perspektivische Teilansicht einer Zahnflanken-Schleifmaschine,

Fig.2 ein als waagerechter Schnitt gezeichnetes, stark vereinfachtes Anordnungsschema der wichtigsten in Fig.1 dargestellten Bauteile,und
Fig.3 Einzelheiten aus Fig.2 in größerem Maßstab.und

Fig.4 eine perspektivische Gesamtansicht der Zahnflanken-Schleifmaschine gemäß Fig.1.

Die in Fig.1 teilweise dargestellte Zahnflanken-Schleifmaschine hat die Aufgabe, an einem Werkstück 10, als Beispiel ist ein geradverzahntes Zahnrad gezeichnet, Zahnflanken 12 und 12' zu schleifen. Den bei Betrachtung gemäß Fig.2 linken Zahnflanken 12 ist eine Schleifscheibe 14 zugeordnet, den rechten Zahnflanken 12¹ dagegen eine Schleifscheibe 14', die nur in Fig.2 angedeutet ist. Beide Schleifscheiben 14 und 14 * können gemäß Fig.2 in eine und dieselbe Zahnlücke zwischen benachbarten Zahnflanken 12 und 12' eingreifen, können aber auch so eingestellt sein, daß sie an Zahnflanken 12 und 12¹ arbeiten, die durch einen oder mehrere Zähne voneinander getrennt sind. Im folgenden werden nur Einzelheiten der Schleifscheibe 14 und der ihr zugeordneten Maschinenteile beschrieben; für die Schleifscheibe 14' gilt sinngemäß das Gleiche.

Die Schleifscheibe 14 hat eine arbeitende Stirnfläche 16, die an einer annähernd punktförmigen Arbeitsstelle 18 auf jeweils eine der Zahnflanken 12 einwirkt. An der von dieser Zahnflanke 12 abgewandten Seite der Schleifscheibe 14 ist eine kegelstumpfförmige Rückenfläche 20 ausgebildet, deren Mantellinien, hervorgehoben ist in Fig.2 die der Arbeitsstelle 18 benachbarte Mantellinie 22*, mit einer in bezug auf die Schleifscheibenachse A normalen Ebene einen Winkel δ einschließen.

Die Schleifscheibe 14 ist an einer Schleifspindel 24 befestigt, die an einem Schleifsupport 26 drehbar, jedoch axial

unverschiebbar, gelagert und über einen Riementrieb 28 von einem am Schleifsupport 26 befestigten Motor 30 antreibbar ist. Der Schleifsupport 26 ist an einer Supportführung in einer Nachstellrichtung B verschiebbar geführt. Die Schleifscheibenachse A schließt mit der Nachstellrichtung B einen Winkel von der Größe 90° - γ ein, wobei γ zumindest annähernd gleich δ ist.

Die .Supportführung 32 ist Bestandteil eines Trägers 34, der mittels eines Schwenklagers 36 schwenkeinstellbar an einem Querschlitten 38 befestigt ist. Der Querschlitten 38 ist seinerseits an einer Querschlittenführung 40 im rechten Winkel zur Längsrichtung der Zahnflanken 12 und 12* einstellbar geführt. Dies entspricht der bei Zahnradschleifmaschinen für größere Zahnräder üblichen Anordnung, die beispielsweise in der DE-OS 20 50 946 im einzelnen dargestellt und im vorliegenden Zusammenhang ohne besondere Bedeutung ist. Es mag der Hinweis genügen, daß die Querschlittenführung 40 in bezug auf das Werkstück 10 mehrere einander überlagerte hin- und hergehende Bewegungen ausführt, nämlich Hubbewegungen in Längsrichtung der Zahnflanken 12 und 12' sowie Wälzbewegungen, die sich aus Drehbewegungen um die Achse des Werkstücks 10 und Tangentialbewegungen zusammensetzt, wobei es im Prinzip gleichgültig ist, welche dieser Bewegungen vom Werkstück 10 und welche von der Querschlittenführung 40, und somit von den Schleifscheiben 14 und 14' ausgeübt werden.

Zum Träger 34 gehört neben der Supportführung 32 eine im dargestellten Beispiel unter dieser angeordnete Abrichtschlittenführung 42, an der ein Abrichtschlitten 44 in einer Nachstellrichtung C verschiebbar geführt ist. Supportführung 32 und Abrichtschlittenführung 42 sind durch Verbindungsstücke 46, von denen eines in Fig.1 dargestellt ist, derart miteinander verbunden, daß die Nachstellrichtungen B und C in einer gemeinsamen, auch die Schleifscheibenachse A

/7

enthaltenden Ebene den Winkel γ miteinander einschließen, der mit dem Winkel δ zumindest annähernd übereinstimmt und im dargestellten Beispiel 20° beträgt. Die Schwenklager 36 sind so gestaltet, daß der Eingriffswinkelof auf einen anderen Betrag, beispielsweise 15°/ eingestellt werden kann. Der Abrichtschlitten 44 trägt ein Abrichtwerkzeug 48 für die Stirnfläche 16 der Schleifscheibe 14, ein Abrichtwerkzeug 50 für die Mantelfläche 22 und einen Taster 52 zum Abtasten der Stirnfläche 16. Das Abrichtwerkzeug 48 ist, wie mit einem Doppelpfeil D in Fig.2 angedeutet, in einer in bezug auf die Schleifscheibenachse A radialen Ebene hin- und herbewegbar, um von Zeit zu Zeit die Stirnfläche 16 abzurichten. In entsprechender Weise ist das Abrichtwerkzeug 50 in Richtung des Doppelpfeils E hin- und herbewegbar, um die Mantelfläche 22 abzurichten. Die Abrichtwerkzeuge 48 und 50 sowie die Vorrichtungen für ihre in bezug auf den Abrichtschlitten 44 hin und hergehenden Bewegungen können von beliebiger bekannter Bauart sein.

Der Schleifsupport 26 und der Abrichtschlitten 44 sind spielfrei mit je einer Gewindespindel 54 bzw. 56 verschraubt, die sich in oder parallel zu der betreffenden Nachstellrichtung B bzw. C erstreckt. Beide Gewindespindeln 54 und 56 sind in einer gemeinsamen, die Supportführung 32 mit der Abrichtschlittenführung 42 verbindenden Konsole 58 gelagert und tragen je ein Ritzel 60 bzw. 62. Das Ritzel 60 ist geradverzahnt und kämmt mit einem ebenfalls geradverzahnten, an der Konsole 58 gelagerten Zwischenrad 64, das seinerseits mit dem Ritzel 62 kämmt. Das Ritzel 62 ist schrägverzahnt mit einen Schrägungswinkel., der mit dem Winkel γ zwischen den Nachstellrichtungen B und C, und somit auch zwischen den Gewindespindeln 54 und 56, übereinstimmt. Das schrägverzahnte Ritzel 62 bildet also mit dem geradverzahnten Zwischenrad 64 eine Schraubradpaarung.

/8

■'" ■ _Λ '■''■ ' - ■:- 3132436 Αή

Auf der Gewindespindel 54 ist ein Schneckenrad 66 befestigt, das über eine Schnecke 68 von einem Schrittmotor 70 antroibbnr ist. Es ist somit ein gemeinsamer Antrieb für den Schleifsupport 26 und den Abrichtschlitten 44 vorgesehen.

Der Taster 52 ist in der Art eines zweiarmigen Hebels am Abrichtschlitten 4 4 schwenkbar gelagert und von einer Feder 72, die zugleich als Stromzuführung dient, derart vorgespannt, daß er bestrebt ist, sich mit seinem einen, in Fig.2 unteren Ende an die Stirnfläche 16 der Schleifscheibe 14, und mit seinem anderen Ende an einen Kontakt 74 anzulegen, der gemeinsam mit der Feder 72 zu einem Stromkreis einer Kontrolleinheit 76 gehört. Die Kontrolleinheit 76 ist ihrerseits an eine Hauptsteuereinrichtung 78 angeschlossen, die über eine Steuereinheit 80 den Schrittmotor 70 steuert und ferner in bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise weitere Funktionen der Schleifmaschine steuert, beispielsweise von Zeit zu Zeit stattfindende Abrichtbewegungen der Abrichtwerkzeuge 48 und 50 in Richtung der Doppelpfeile D und E.

Wenn die Stirnfläche 16 der Schleifscheibe 14 einen Abnutzungsgrad erreicht hat, bei dem der Taster 50 den Kontakt 74 berührt und somit den Stromkreis der Kontrolleinheit 76 schließt, gibt diese ein Signal an die Hauptsteuereinrichtung 78 ab, die ihrerseits über die Steuereinheit 80 und den Schrittmotor 70 eine gemeinsame Nachstellbewegung des Schleifsupports 26 und des Abrichtschlittens 44 hervorruft. Die Übersetzungsverhältnisse der zwischen dem Schleifsupport 26 und dem Abrichtschlitten 4 4 liegenden Getriebeteile, nämlich der Gewindespindeln 54 und 56 sowie der Ritzel 60 und 62 sind so gewählt, daß bei jeder Bewegung des Schleifsupports 26 um den Nachstellweg b eine Bewegung des Abrichtschlittens 44 um den Nachstellweg c stattfindet, wobei c = 2 · b · ^cos Y beträgt. In Fig.3 sind die Summen Σ b und Σ c aller Nachstellwege des Schleifsupports 26 bzw. des Abrichtschlittens 44

/9

zwischen dem mit vollen Linien gezeichneten neuen Zustand und dem mit dünnen Linien gezeichneten verbrauchten Zustand der Schleifscheibe 14 dargestellt. Selbstverständlich gilt auch für die Summen, was für die einzelnen Nachstellwege gilt, nämlich

Ec: Σ b = 2 · cos γ ,

Al

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Γ 1„)Vorrichtung zum Abrichten und Nachstellen einer tellerförmigen Schleifscheibe (14) an einer Zahnflanken-Schleifmaschine mit

- einem nachstellbaren Schleifsupport (26), an dem die Schleifscheibe (14) gelagert ist,

- einem im wesentlichen radial zur Schleifscheibe (14) nachstellbaren Abrichtschlitten (44), an dem zumindest annähernd diametral gegenüber der Arbeitsstelle (18), an der die Schleifscheibe (14) auf eine Zahnflanke (12) einwirkt, zwei Abrichtwerkzeuge (48,5O)₇ eines zum Abrichten der arbeitenden Stirnfläche (16J und eines zum Abrichten der äußeren Mantelfläche (22) der Schleifscheibe (14), sowie ein Taster (52) zum Abtasten der arbeitenden Stirnfläche (16) angeordnet sind,

- einem Antrieb (54-70) zum Nachstellen des Schleifsupports {26} und des Abrichtschlittens (44), wobei der Nachstellweg (c) des Abrichtschlittens (44) jeweils größer ist als der Nachstellweg (b) des Schleifsupports (26),

- und einer vom Taster (52) abhängigen Steuerung (72-80) für diesen Antrieb (54-70),

dadurch gekennzeichnet , daß

- der Abrichtschlitten (44) getrennt vom Schleifsupport (26) an einem Träger (34) geführt ist,

- die Nachstellrichtung (B) des Schleifsupports (26) mit der Nachstellrichtung (C) des Abrichtschlittens (44) einen sich zur Schleifscheibenachse (A) hin öffnenden spitzen Winkel (γ) einschließt., welcher zumindest annähernd mit der Neigung (6) der Rückenfläche (20) der Schleifscheibe (14) in bezug auf eine Radialebene übereinstimmt,

- die Schleifscheibenachse (A) mit der Nachstellrichtung

(B) des Schleifsupports (26) den Komplementärwinkel (90° - γ) einschließt

- und der Nachstellweg (c) des AbrichtSchlittens (44) sich

/2

zum Nachstellweg (b) des Schleifsupports (26) verhält wie c : b = 2 · cos γ.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennjzeich net, daß die Nachstellrichtung (B) des Schleifsupports (26) sich zumindest annähernd parallel zu derjenigen Mantellinie (22*) der Rückenfläche (20) erstreckt, die der Arbeitsstelle (18) der Schleifscheibe (14) am engsten benachbart ist.