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Zahnflankenschleifmaschine mit Abrichtvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Zahnflankenschleifmaschine mit Abrichtvorrichtung,
insbesondere für das Teilwälzschleifen mit Doppelkegelschleifscheibe, bei der der
Schleifscheibenträger aus seiner Arbeitsstellung im Zahnluckeneingriff in eine Abrichtstellung
im Bereich der Abrichtvorrichtung einrückbar ist. Die Schleifscheiben müssen wegen
des Verschleißes.im Schnittprozeß in regelmäßigen Abständen abgerichtet werden,
um die Griffigkeit und Formtreue wieder herzustellen, bevor die verschleißbedingten
Abweichungen eine die zulässige Toleranzgrenze überschreitende Größe erreichen.
Daher muß das Abrichten mi.t höchster Präzision und Reproduzierbarkeit erfolgen,
da jede Abweichung des Schleifscheibenprofils von der vorgegebenen Grundform eine
Abweichung des geschliffenen Zahnes von Flankenldealprofil und damit einen Verzahnungsfehler
verursacht.
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Das Abrichten der Schleifscheibe bewirkt eine Verringerung des Schleifscheibendurchmessers,
und zwar wird der Radius der Schleifscheibe um den Betrag (dr) kleiner: und damit
wird ein Rückzug des schneidenden Profils vom Werkstück hervorgerufen; um diesen
Betrag muß die Schleifscheibe radial in Richtung zu dem zu bearbeitende Zahnrad
zugestellt
werden, so daß die Lage des "schneidenden Scheibenausschnittes"
real ortsfest zum Werkstück bleibt.
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Es sind einige Vorrichtungen und Verfahren zum Nachform-Abrichten
von tellerförmigen Schleifscheiben bekannt geworden, beispielsweise durch die DE-OSen
24 44 890 und 31 12 o84. Beide Druckschriften beschreiben jedoch Vorrichtungen und
Verfahrensweisen, mit denen das hier beschriebene und der Erfindung zugrundeliegende
Problem nicht zufriedenstellend zu lösen ist.
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Ferner sind zwei weitere praktische Ausführungen zur Lösung der gestellten
Aufgabe bekannt, bei denen der Profilfehler bei der geradlinigen Zustellung der
Schleifscheibe zum Werkstück aus z-wei Bewegungsrichtungen durch eine zusammengesetzte
Zustellbewegung kompensiert wird, und bei denen für jede der beiden Zustellbewegungen
je ein Meßsystem und je ein Antrieb benutzt wird.
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Bei der einen Vorrichtung sind Schleifscheibe und Abrichtvorrichtung
gemeinsam auf dem Werkzeugschlitten montiert.
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I)ie Schleifscheibe kann in einer Linearführung eine.Bewegung senkrecht
zur Werkstückachse durchführen. Hierzu zwangsgekoppelt führt die Abrichteinheit
eie Bewegung 0 auf einer zur Schleifscheibenführung um 45 ° geneigten Führung so
aus, daß sich die Abrichtkörper immer senkrecht über der Schleifscheibenmitte befinden
und sich dem Schleifscheibenmittelpunkt exakt um den Betrag der Zustellung Schleifscheibe/Werkstückachse
annähern. Die Durchmesserkompensation ist damit zwangsläufig gegeben, sie setzt
jedoch äußerste Präzision der beiden Linearführungen und des zwischengeschalteten
Getriäbes voraus.
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Nachteilig ist das aufwendige Getriebe- und Führungssystem, das auf
dem Werkzeugschlitten angeordnet den hohen Besc-hleunigungs- und Verzögerungskräften
während des Umsteuerns
des Werkzeugschlitten-Hubes ausgesetzt ist.
Zusätzlich werden durch das integrierte Abrichtger.ät die beweglichen Massen des
oszilierenden Werkzeugschlittens erhöht.
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Eine andere bekannte Abrichteinheit ist ortsfest vor der Schleifscheibe
am Schwenkteil der. Zahnflankenschleifmaschine montiert. Zum Abrichten fährt die
Schleifscheibe aus dem Arbeitsbereich hinaus zur Abrichteinheit hin. Das Zustellen
zum Abrichten erfolgt durch Vorschwenken der Schleifscheibe in Richtung Werkstückachse.
Durch die Anordnung ist zwangsläufig eine exakte Durchmesserkompensation ohne zusätzliche
Funktionselemente gegeben.
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Nachteilig ist jedoch die Anordnung der Abrichteinheit vor der Schleifscheibe,
durch die der Aufspannbereich der Maschine stark eingeschränkt und es damit nicht
möglich wird, Werkstücke einer Größe zu bearbeiten für die die Maschine an und für
sich eigentlich ausgelegt wäre.
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Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum
Abrichten der Schleifscheibe an einer Zahnflankenschleifmaschine, insbesondere für
das Teilwälzschleifen mit Doppelkegelschleifscheibe zu schaffen, bei der eine selbsttätige
Kompensierung der Durchmesserveränderung der Schleifscheibe nach dem Abrichten erfolgt.
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Dabei geht die Erfindung aus von einer Zahnflankenschleifmaschine
mit einem Werkzeugschlitten oder dergl, Schleifscheibenträger, der aus seiner Arbeitsstellung
im Zahnlückeneingriff in eine Abrichttstellung im Bereich einer Abrichtvorrichtung
einrückbar ist, und sie. besteht darin, daß der auf dem Werkzeugschlitten angeordnete
Schleifscheibenträger als verschwenkbarer Support ausgebildet ist, der sich in der
Arbeitsstellung mittels einer Vorspannkraft auf einen auf dem Werkzeugschlitten
angeordneten verstellbaren Anschlag abstützt und daß der
Werkzeugschlitten
mit dem Support für das Abrichten mit seinem um die vorgewählte Abtragtiefe verstellten
Anschlag gegen einen in seiner Stellung mit dem Abrichtwerkzeug abgeglichenen Festanschlag
der Abrichteinheit bis zur Beendigung des- Abrichtv.organges verfahrbar ist, und
daß darauf nach dem Zurückfahren in die Arbeitsstellung der Support wieder auf den
um den Abtrag-Betrag verstellten Anschlag abgestützt ist.
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Dabei ist die weitere Ausbildung nach einem zusätzlichen Merkmal vorzugsweise
so getroffen, daß der Support als auf dem Werkzeugschlitten schwenkbar gelagerte
und in ihren Schwenk-Endlagen feststellbare gleichschenkeiig5Winkelschwinge ausgebildet
ist, deren einer Winkelarm das Schleifscheibenlager trägt, während der andere Winkelarm
als Ausleger ausgebildet und mit einem feineinstellbaren mit dem verstellbaren Anschlag
für die Abrichtabtragtiefe zusammenwirkenden Anschlaglagerkopf versehen ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird eine präzise Kompensierung
der Durchmesserveränderung der Schleifscheibe mittels deren Lagerung an dem aus
der Arbeitsstellung in die Grundstellung schwer,kbaren Support erreicht, bei der
das Verfahren zum Abrichten äiitteisIder vomilWekseugschlitten unabhängigen Abrichteinheit
in die Abrichtstellung durch den Werkzeugschlitten erfolgt. Besonders vorteilhaft
ist dabei, daß die Größe der Abtragtiefe an einem Verstellorgan erfolgt, welches
zugleich auch dadurch die Kompensierung des Durchmesserunterschiedes bewirkt, daß
es das Maß für den nach dem Abrichten erforderlichen Betrag der zusätzlichen Zustelllung
der Schleifscheibe bestimmt.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Erzeugung der
Vorspannkraft eine Druckmittel-Kolben-Zylinder-Einheit dient, deren Kolbenstange
gelenkig am Ausleger
des schwenkbaren Supports angeschlossen ist.
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Dabei ist es nach der Erfindung weiterhin vorteilhaft, wenn der verstellbare
Anschlag durch einen Verstellantrieb über ein Verstellgetriebe um den zu verstellenden
Betrag der gewählten Abtragtiefe A s verstellbar ist.
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Um eine präzise und in jeder Verstell-Lage unverfälschte Übertragung
des am verstellbaren Anschlag eingestellten Maßes der gewünschten Abtragtiefe beim
Abrichten auf die Zustellgröße der Schleifscheibe durch den entsprechenden Verschwenkwinkel
des Supports zu gewährleisten, wird weiter vorgeschlagen, daß der mit dem verstellbaren
Anschlag zusammenwirkende .Anschlaglagerkopf des Auslegers des Supports als Kreiszylinder-
oder Kugelkopf ausgebildet ist.
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Weiterhin besteht ein zusätzliches Merkmal der. Erfindung darin, daß
der Support in Grundstellung, in welcher er aus seiner Arbeitsstellung und dem Eingriff
in die zu bearbeitende Zahnlücke herausgeschwenkt ist, mit dem Ausleger am feststehenden
Anschlag des Werkzeugschlittens anliegt, und daß in der Abrichtstellung des Werkzeugschlittens
der an diesem angeordnet um das Maß der Abtragtiefe a 5 verstellte Anschlag am Festanschlag
der Abrichteinheit anliegt.
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Durch diese Anordnung wird in. einfacher Weise die genaue Einhaltung
der Grundstellung des Supports erreicht, die zugleich die stets gleichbleibende
Ausgangsstellung für das Abrichten ist, und es wird ferner sichergestellt, daß das
am verstellbaren Anschlag jeweils eingestellte Maß für die Abtragtiefe beim Abrichten
durch das Abstützen an dem Festanschlag der Abrichteinheit exakt eingehalten wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Zahnflankenschleifmschine mit der Abrichtvorrichtung
und ihre Funktion ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden
näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Zahnflankenschleifmaschine mit Abrichtvorrichtung
zum Teilwälzschleifen von Zahnrädern mittels Doppelkegelschleifscheiben in ihrer
Arbeitsstellung; Fig. 2 die Maschine gem. Fig. 1 in ihrer Grundstellung vor Beginn
des Abrichtvorganges; Fig. 3 die Maschine gem. Fig. 1 mit in die Abrichtposition
eingefahrenem Werkzeugschlitten mit Schleifscheibenträger; Fig. 4 die Maschine gem.
Fig. 1 in der Stellung nach dem Abrichten; Fig. 5 die Maschine gem. Fig. 1 nach
dem Zurückfahren in die Grund stellung; Fig. 6 die Maschine gem. Fig. 1 in wieder
aufgenommener Arbeitsstellung.
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In Fig. 1 ist der senkrechte Maschinenständer mit 1, die Schlittenführung
mit2 und der Werkzeugschlitten mit 3 bezeichnet. Die Doppelkegel-Schleifscheibe
6 ist mit ihrer Schleifscheibenwelle 7 in einem Support 5 gelagert, der um eine
Schwenkachse 4 des Werkzeugschlitten 3 schwenkbar ist.
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In der dargestellten Arbeitsstellung, ist die Schleifscheibe 6 im
Eingriff in einer Zahnlücke des zu bearbeitenden Zahnrades 9, welches mittels einer
Werkstückaufnahme 8 auf der nicht dargestellten Planscheibe aufgespannt ist, die
über ein Teilungsgetriebe angetrieben ist. Die oszillierende Bewegung des Schlittens
3 beim Flankenschleifen ist mit dem Pfeil A bezeichnet.
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In der Arbeitsstellung ist der um die Achse 4 schwenkbare Support
5 mit der Schleifscheibe 6 mittels einer Vorspannkraft gegen einen verstellbaren
Anschlag 12 abgestützt gehalten.
Zu diesem Zweck ist der Support
5 mit einem Ausleger 10 versehen, der einen am Anschlag 12 anliegenden, als zylindrischer
oder Kugel-Abwäzkörper ausgebildeter Anschlaglagerkopf 11 trägt. Die Vorspannkraft
wird von der Druckmittel-Kolben-Zylinder-Einheit 15 erzeugt, deren Kolbenstange
14 mittels des Gelenks 13 an dem Ausleger angeschlossen ist. Der verstellbare Anschlag
12 wie die Druckmittel-Kolben-Zylinder-Einheit 15 sind am Werkzeugschlitten 3 angeordnet.
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Zur Einleitung des Abrichtvorganges wird der Support 5 mittels der
Druckmittel-Kolben-Zylnder-Einheit 15 über die Kolbenstange 14 in die Grundstellung
geschwenkt, siehe Fig.2 in welcher er mittels seines Auslegers 10 am feststehenden
Anschlag 16 anliegt, der ebenfalls am Werkzeugschlitten 3 angeordnet ist: in dieser
Stellung befindet sich die Schleifscheibe 6 außer Eingriff mit dem zu bearbeitenden
Zahnrad 9.
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Der entsprechende Bewegungsvorgang des Supports 5 ist mit den Pfeilen
B1 und B2 bezeichnet.
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Aus der Grundstellung des Supports 5 gem. Fig.2 fährt nun der Werkzeugschlitten
3 gemäß Pfeilrichtung C in die Abrichtposition, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Dabei
wird der Weg des Werkzeugschlittens 3 durch den an ihm angeordneten verstellbaren
Anschlag 12 und den Festanschlag 17 an der Abrichteinheit 18 begrenzt.
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Nun wird - siehe Fig. 4 - die zuvor festgelegte Größe des Abrichtbetrages
dadurch eingestellt, daß der verstellbare Anschlag 12 mittels des Verstellantriebes
21 und des Verstellgetriebes 22 um das Maß zu s zurückgenommen wird. Dadurch rückt
der Werkzeugschlitten 3 um dieses Maß - wie durch den abgewinkelten Pfeil D angedeutet
- näher an die Abrichteinheit 18 heran, so daß die Schleifscheibe 6 an den Abrichtkörper
20 herangeführt wird, der justierbar
an der Halterung 19 angebracht
ist. Beim Abrichten der Schleifscheibe wird nun der eingestellte Abrichtbetrag a
r abgenommen, wie dieser an der Schleifischeibe (Fig. 4) eingezeichnet ist. Dabei
ist der Werkzeugschlitten 3 um das vorher festgelegte Maß a s gegen die Abrichteinheit
18 vorgerückt.
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Nach Beendigung des Abrichtvorganges wird der Werkzeugschlitten 3
wieder in die Grundstellung zurückgefahren, wie durch die Pfeilrichtung E in Fig.
5 dargestellt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, bleibt der verstellbare Anschlag
12 in seiner um den Betrag L s zurückgenommenen Stellung, und beim Einschwenken
des Supports 5 in die neue Arbeitsstellung zum Schleifen erhält dieser eine andere
Winkelstellung, so daß auch die im Durchmesser um den Betrag zur r verkleinerte
Schleifscheibe 6 um diesen Betrag weiter an das zu bearbeitende Zahnrad 9 heranrückt,
wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist. nun wird das Flankenschleifen fortgesetzt.