DE3132496C2

DE3132496C2 - Einrichtung zum Abrichten und Verstellen einer Schleifscheibe an einer Zahnflanken-Schleifmaschine

Info

Publication number: DE3132496C2
Application number: DE3132496A
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: 1983-12-01
Also published as: SU1069612A3; JPS57184625A; US4423570A; DE3132496A1; DD202115A5; CH649491A5

Abstract

Eine Vorrichtung zum Abrichten und Nachstellen einer tellerförmigen Schleifscheibe (14) an einer Zahnflanken-Schleifmaschine hat einen nachstellbaren Schleifsupport (26), an dem die Schleifscheibe (14) gelagert ist, und einen radial zur Schleifscheibe (14) nachstellbaren Abrichtschlitten (44) an dem diametral gegenüber der Arbeitsstelle (18), an der die Schleifscheibe (14) auf eine Zahnflanke (12) einwirkt, ein Abrichtwerkzeug (48) für die arbeitende Stirnfläche (16) und ein Abrichtwerkzeug (50) für die äußere Mantelfläche (22) der Schleifscheibe (14), sowie ein Taster (52) zum Abtasten der arbeitenden Stirnfläche (16) angeordnet sind. Die Nachstellrichtung (B) des Schleifsupports (26) schließt mit der Nachstellrichtung (C) des Abrichtschlittens (44) einen spitzen Winkel ( γ) ein, der mit der Neigung ( δ) der Rückenfläche (20) der Schleifscheibe (14) übereinstimmt, und die Schleifscheibenachse (A) schließt mit der Nachstellrichtung (B) des Schleifsupports (26) den Komplementärwinkel (90 °- γ) ein. Der Nachstellweg (c) des Abrichtschlittens (44) verhält sich zum Nachstellweg (b) des Schleifsupports (26) wie c : b = 2 cos γ. Bei dieser Vorrichtung ist eine axiale Verstellung der Schleifscheibe (14) in bezug auf den Schleifsupport (26) nicht erforderlich, denn durch die Nachstellung des Schleifsupports (26) allein wird einerseits der durch das Schleifen und das Abrichten an der Stirnfläche (16) auftretende Verschleiß und andererseits die durch das Abrichten der Mantelfläche .

Description

c : b = 2 cos γ.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Gattung (DE-OS 29 34 345) ist der Schleifspindelstock am Schleifsupport derart geführt, daß die Schleifscheibe beim Verschieben des Schleifspindelstocks radial, also im rechten Winkel zu ihrer Achse, nachgestellt wird. Zusätzlich ist die Schleifscheibe in bezug auf den Schleifspindelstock 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 Zustellschlitten ist am Schleifspindelstock parallel zu dessen Verstellrichtung verschiebbar geführt Der Antrieb zum Verstellen des Schleifspindelstocks und des Zustellschlittens ist derart gestaltet, daß der Zustellschlitten in bezug auf den Schleifsupport jeweils doppelt so große Verstellwege zurücklegt wie der Schleifspinde'stock.

Bei solchen bekannten Vorrichtungen muß zwischen der axialen Zustellung der Schleifscheibe und der radialen Verschiebung des Zustellschlittens 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 ausbröckelt 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 Verschiebung des Zustellschlittens messen und eine Steuervorrichtung einen Antrieb für die radiale Verschiebung des Zustellschlittens so steuert, daß das Verhältnis dieser radialen Verschiebung zur axialen Zustellung der Schleifscheibe dem Tangens der Neigung der Rückenfläche der Schleifscheibe in bezug auf deren Achse entspricht Die hierzu erforderlichen Meß- und Steuervorrichtungin sind jedoch aufwendig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung auf einfachere Weise die Bewegungen durchzuführen und zu steuern, die erforderlich sind, um beim Abrichten der Schleifscheibe die Breite von deren äußerer Mantelfläche innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen zu halten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat vor allem den Vorteil, daß eine axiale Verstellung der Schleifscheibe in bezug auf den Schleifspindelstock jedenfalls im normalen Betrieb nicht erforderlich ist, so daß die Schleifscheibe auf dem Schleifspindelstock unverschiebbar gelagert sein kann. Durch die Verschiebung des Schleifspindelstocks 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 Verschiebung des Zustell-Schlittens nur die Verschiebung des Schleifspindelstocks gesteuert zu werden braucht, und da die Wege des Zustellschlittens und des Schleifspindelstocks in einem an die Neigung der Rückenfläche der Schleifscheibe angepaßten Verhältnis zueinander stehen, ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung und deren Steuerung besonders einfach.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer Zahnflanken-Schleifmaschine,

F i g. 2 ein als waagerechter Schnitt gezeichnetes, stark vereinfachtes Anordnungsschema der wichtigsten in F i g. 1 dargestellten Bauteile,

F i g. 3 Einzelheiten aus F i g. 2 in größerem Maßstab und

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

Die 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 F i g. 2 linken Zahnflanken 12 ist eine Schleifscheibe 14 zugeordnet den rechten Zahnflanken 12⁷ dagegen eine Schleifscheibe 14'. 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 12' 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 K-' 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 Erzeugende, hervorgehoben ist in F i g. 2 die der Arbeitsstelle 18 benachbarte Erzeugende 20*, mit einer in bezug auf die Schleifscheibenachse A normalen Ebene einen Winkel δ einschließen. Die Schleifscheibe 14 hat ferner eine äußere Mantelfläche 22.

Die Schleifscheibe 14 ist an einer Schleifspindel 24 befestigt die an einem Schleifspindelstock 26 drehbar, jedoch axial unverschiebbar, gelagert und über einen Riementrieb 28 von einem am Schleifspindelstock 26 befestigten Motor 30 antreibbar ist. Der Schleifspindel· stock 26 ist an einer Spindelstockführung 32 in einer Verstellrichtung B verschiebbar geführt. Die Schleifscheibenachse A schließt mit der Verstellrichtung B einen 'Vinkel von der Größe 90° — γ ein, wobei γ zumindest annähernd gleich δ ist.

Die Spindelstocklührung 32 ist Bestandteil eines Schleifsupports 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 im vorliegenden Zusammenhang jedoch 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 Schleifsupport 34 gehört neben der Spindelstockführung 32 eine im dargestellten Beispiel unter dieser angeordnete Zustellschlittenführung 42, an der ein Zustellschlitten 44 in einer Verstellrichtung C verschiebbar geführt ist. Spindelstockführung 32 und Zustellschlittenführung 42 sind durch Verbindungsstükke 46, von denen eines in Fig. 1 dargestellt ist, derart miteinander verbunden, daß die Verstellrichtungen B und C in einer gemeinsamen, auch die Schleifscheibenachse A 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 Eingriffswinkel ό auf einen anderen Betrag, beispielsweise 15°, eingestellt werden kann.

Der Zustellschlitten 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 F i g. 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 däe Mantelfläche 22 abzurichten. Die Abrichtwerkzeuge 4· und 50 sowie die Vorrichtungen für ihre in bezug auf den Zustellschlitten 44 hin- und hergehenden Bewegunmxjkönnen von beliebiger bekannter Bauart sein.

Ber Schleifspindelstock 26 und der Zustellschlitten 44 sind spielfrei mit je einer Gewindespindel 54 bzw. 56 yerscferaubt die sich in oder parallel zu der betreffenden Verstellrichtung B bzw. C erstreckt. Beide Gewinde- jjpintteln 54 und 56 sind in einer gemeinsamen, die Sipiadelstockführung 32 mit der Zustellschlittenführung <f£ 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 einem Schrägungswinkel, der mit dem Winkel γ zwischen den Verstellrichtungen 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.

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

Der Taster 52 ist in der Art eines zweiarmigen Hebels am Zustellschlitten 44 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

so Steuereinheit 80 den Schrittmotor 70 steuert und ferner in bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise weitere Funktionen der Schleifmaschine steuert, beispielsweise die von Zeit zu Zeit stattfindenden 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 Verstellbewegung des Schleifspindelstocks 26 und des Zustellschlittens 44 hervorruft. Die Übersetzungsverhältnisse der zwischen dem Schleifspindelstock 26 und dem Zustellschlitten 44 liegenden Getriebeteile, nämlich der Gewindespindeln 54 und 56 sowie der Ritzel 60 und 62, sind so gewählt, daß bei jeder Bewegung des Schleifspindelstocks 26 um den Verstell-

weg b eine Bewegung des Zustellschlittens 44 um den Verstell weg c stattfindet, wobei c = 2 b cos γ beträgt. In Fig.3 sind die Summen Eb und Zc aller Verstellwege des Schleifspindelstocks 26 bzw. des Zustellschlittens 44 zwischen dem mit vollen Linien gezeichneten neuen Zustand und dem mit dünnen Linien gezeichneten verbrauchten Zustand der Schleifscheibe 14 dargestellt, wobei selbstverständlich für die Summen dasselbe gilt wie für die einzelnen Verstellwege, nämlich

Zc : Ib = 2 cos γ.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zum Abrichten und Verstellen einer tellerförmigen Schleifscheibe (14) an einer Zahnflanken-Schleifmaschine mit

einem auf einem Schleifsupport (34) geradlinig verschiebbaren Schleifspindelstock (26) zum im wesentlichen senkrecht auf das Werkstück (10) gerichteten Verstellen der im Schleifspindelstock (26) gelagerten Schleifscheibe (14),
einem im wesentlichen radial zur Schleifscheibe (14) verschiebbaren Zustellschlitten (44), an dem zumindest annähernd diametral gegenüber der Arbeitsstelle (18), an der die Schleifscheibe (14) auf das Werkstück (10) einwirkt zwei gegenüber dem Zustellschiitten (44) bewegbare Abrichtwerkzeuge (48, 50), eines zum Abrichten der arbeitenden Stirnfläche (16) und eines zum Abrichten der äu&eren Mantelfläche (22) der Schleifscheibe (14), sowie ein Taster (52) zum Abtasten der arbeitenden Stirnfläche (16) angeordnet sind,
einem Motor (70) und Getriebe (54 bis 68) zum gemeinsamen, voneinander abhängigen Verstellen des Schleifspindelstocks (26) und des Zustellschlittens (44)

und einer vom Taster (52) abhängigen Steuerung (72 bis 80) für den Motor (70),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zustellschlitten (44) auf dem Schleifsupport (34) geführt ist,

der Schleifspindelstock (26) und der Zustellschlitten (44) bezüglich ihrer Führungen unter einem sich zur Schleifscheibenachse (A) hin öffnenden spitzen Winkel (γ) angeordnet sind, welcher zumindest annähernd mit der Neigung (<5) der Rückenfläche (20) der Schleifscheibe (14) in bezug auf eine Radialebene übereinstimmt,

und die Übersetzung des Getriebes (54 bis 68) derart ausgelegt ist, daß sich der Verstellweg (c) des Zustellschlittens (44) zum Verstellweg (b) des Schleifspindelstocks (26) verhält wie