DE650798C - Verfahren zur Herstellung der Zaehne von Drehfutterbacken, die durch das Spiralgewinde eines Stellringes verstellt werden sollen - Google Patents

Description

Das Verfahren und die Vorrichtung nach

der Erfindung betreffen die Herstellung der Zähne von Drehfutterbacken, die durch das Spiralgewinde eines in dem Drehfutter ange-

— - 5 ordneten Stellringes verstellt werden.

Es ist bereits bekannt, diese Zahnt mittels einer Topfscheibe zu schleifen, damit sie genau in die Spirale des Stellringes passen und sich mit möglichst geringem Widerstand darin bewegen. Für das Schleifen sind bisher zwei verschiedene Topfecheilben verwendet worden. Die Innenfläche der einen Topfscheibe ist dabei genau nach der Kurve der Außenflanken der Zähne der Backen geformt, während der Außendu'rchmesser der anderen Scheibe genau dem Durchmesser der Innenflanken der Zähne entspricht. Die Zahnflanken werden mittels einer solchen Topfscheibe infolgedessen über ihre ganze Fläche von Seite zu Seite der Backe gleichzeitig bearbeitet. Die Anstellung des Werkstückes gegenüber der Topfscheibe findet dabei in Richtung der Zahntiefe statt.

Dieses Verfahren weist eine Reihe von Nachteilen auf. Infolge der Flächenberührung ist der Verschleiß der Schleifscheiben groß, und schon' nach dem Schleifen weniger Backen ist ein Nachrichten der Schleifscheiben erforderlich. Dabei ist aber genau zu beachten, daß (bei diesem Nachrichten der jeweilig erforderliche Innen- bzw. Außendurchmesser dieser Schleifscheiben eingehalten werden muß, weil sonst die danach geschliffenen Backen andere Krümmungen der Zahnflanken bekommen würden.

Durch das Anstellen des Werkstückes in Richtung der Zahntiefe wird ferner hauptsächlich die Außenkante der Topfscheibe und diese besonders stark in Mitleidenschaft gezogen. Dadurch ist ebenfalls eine Ungenauigkeit der Zähne unvermeidlich. Aus diesem Grunde, um nämlich nicht sofort die Außenkante der Topfscheibe zu verschleißen, ist ein langsamer Vorschub mit geringer, spanabhebender Wirkung und verhältnismäßig langer Arbeitszeit erforderlich.

Bei dem bekannten Verfahren ist es natürlich nur möglich, Zähne zu schleifen, deren Innen- bzw. Außenflankenquerschnitte nach einem Kreisbogen verlaufen, der dem Innen- bzw. Außendurchmesser der Schleifscheibe entspricht.

Solche Drehfutter werden in verschiedenen Größen und demgemäß auch mit verschiedenen Steigungen der Spirale der Stellscheibe hergestellt. Bei dem bisherigen Verfahren muß zu jeder Größe des Spannfutters und seiner Backen je ein besonderer Satz von zwei Schleifscheiben nebst notwendigen Ersatzstücken vorrätig gehalten werden.

Durch das Verfahren nach der Erfindung . werden diese Nachteile beseitigt, indem mittels eines teller- oder topfförmigen Fräsbzw. Schleifwerkzeuges der Backen während des Bearbeitungsvorganges gegenüber dem Werkzeug geschwenkt bzw. mit der zu bearbeitenden Zahnflanke abgerollt wird.

Durch dieses Verfahren sind die Backenzähne während des Bearbeitungsvorganges jeweils nur linear mit dem Werkzeug in Be-

rührung, und der Verschleiß des Werkzeuges ist infolgedessen verhältnismäßig gering, so daß 'eine weit größere Anzahl von Backen ohne Abrichten des Werkzeuges nadheinander bearbeitet werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung bestehti darin, daß es nicht erforderlich ist, den Durchmesser der Schleifscheibe genau zu halten und beim Abrichten so besondere ίο Sorgfalt auf das Abrichten zu legen bzw. das Abrichten nach genauen Messungen vorzunehmen. Der'Bearbeitungs-bzw. Schleifvorgang ist vielmehr völlig unabhängig von dem genauen ursprünglichen Durchmesser des Bearbeitungs- bzw. Schleifwerkzeuges. Infolgedessen ist es auch gar nicht erforderlich, der Schleifscheibe eine besondere Lage zum Werkstück zu geben, z. B. die ■Schleifscheibenachse schräg zur Vorschuibridhtung des Werkstückes zu legen.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen, mit einer einzigen Schleifscheibe die Innen- und Außenflanken der Backenzähne zu schleifen, und gestatten sogar, eine einzige Schleifscheibe für Backen verschiedener Größe und damit auch verschiedener Krümmung der Spirale der - Stellscheiibe zu verwenden. Dadurch wird außerordentlich an Werkzeughaltung gespart. Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, genau passende Zähne herzustellen und dabei eine hohe Schleif geschwindigkeit und infolgedessen eine kurze Arbeitsdauer einzuhalten.

Das Verfahren und eine zur Ausführung des Verfahrens brauchbare Vorrichtung ist an Hand der beiliegenden beispielsweisen und schematischen Zeichnung erläutert. Es stellt dar:

Fig. ι eine schaubildliche Ansicht eines selbstzentrierenden Drehbackenfutters,

Fig. 2 eine Ansicht und einen teilweisen Schnitt durch Einzelteile dieses Futters,

Fig. 3 eine Anordnung des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück unter Veranschaulichung der Bewegungsvorgänge in größerem Maßstab,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Oberteiles einer Schleifvorrichtung mit Schnitt durch das Werkzeug an der Beanbeitungsstelle,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Backen mit einem Teil einer Schleifscheibe in zwei verschiedenen . Stellungen zur Veranschaulichung einer besonderen Ausführungsform in größerem Maßstab.

In Fig. ι ist das Gehäuse eines selbstzentrierenden Drehbackenfutters gezeichnet, in dem drei verschiedene Backen, in diesem Fall sogenannte Drehbacken 2, mittels Nuten 3 in den Backen und Rippen 4 im Gehäuse radial verschiebbar gelagert sind. Die Backen dieses Futters besitzen, wie aus Fig. 2 ersichtlich, Zähne 5, die in entsprechende spiralförmige Zahnlücken eines Stellrdnges 6 eingreifen.

In Fig. 3 ist ein Backen 2 in Aufsicht auf die Backenzähne 5 in vergrößertem Maßstab gezeichnet. Die Krümmungsradien r_x und r₂ von Innen- und Außenflanke dieser Zähne sind dabei in bekannter Weise so gewählt, daß sie der mittleren Krümmung des äußeren bzw. inneren Grenzkredses der Spirale entsprechen, wie in Fig. 2 mit T₁ und r₂ angedeutet. In Fig. 3 ist die Anordnung des Werkzeuges zur Bearbeitung der Zahnflanken, in diesem Falle einer topfförmigen Schleifscheibe 7, gegenüber dem zu bearbeitenden Backen dargestellt. Erfindungsgemäß wird zum linearen Bearbeiten der Backenzähne der Backen um eine (die) Achse geschwenkt, die durch den Punkt 5" geht, der auf einer geraden Linie liegt, die durch den Mittelpunkt M der Schleifscheibe und den Bearbeitunigspunkt P bestimmt ist. In der Zeichnung ist der Backen so dargestellt, daß gerade das eine Ende der Außenflanke des Zahnes 5' mit der Schleifscheibe in Berührung kommt. "Der Backen wird um eine (die) durch den Punkt 5" gehende Achse in Pfeilrichtung A verschwenkt, so daß nacheinander alle Stellen 'der Außenflanke mit der Schleifscheibe in Berührung kommen, bis die strichpunktiert angegebene Lage des Backens erreicht ist. Der Backen wird dann nach Zurückziehen aus dem Schleifbereich der Scheibe in deren Achsrichtung in Pfeilrichtung B zurückgeschwenkt, wobei gleichzeitig ein Verschieben des Backens^ in dessen Längsrichtung um die Zahnteikmg vorgenommen wird, damit der nächste Zahn wie beschrieben geschliffen werden kann.

Es ist zu beachten, daß die Krümmungsmittelpunkte der Zahnflanken, die der Spirale angepaßt sind, nicht auf der Mittellinie des Backens, sondern je nach der Steigung der Spirale: in einem gewissen Abstand von dieser Mittellinie liegen müssen, der durch entsprechende Berechnung zu ermitteln ist. Um diese Verhältnisse zu berücksichtigen, ist erfindungsgemäß die Anordnung des "Backens gegenüber der Schleifscheibe so getroffen, daß die Mittellinie des Backens einen kleinen Winkel α mit der durch die Mitte der Zahnflanke und den Krümmungsmittelpunkt 6" der Zahnflanke (gleichzeitig Schwenkpunkt) gehenden Linie bildet.

Die Stärke ί der Schleifscheibe muß selbstverständlich kleiner sein als die Breite der Zahnlücke, doch genügt es, daß diese Stärke s um weniger als 1 mm kleiner ist als die Zahnlücke. Es ist selbstverständlich auch möglich, die gleiche Wirkung wie durch Verschwenken des Backens um eine (die) durch

den Punkt S gehende Achse durch Abrollen des Backens mit der zu bearbeitenden Zahnflanke auf dem Werkzeug zu erzielen.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist in Fig. 4 veranschaulicht. Zur Befestigung des Backens 2 ist 'ein Lager 8 mit einem Ansatz 9 vorgesehen, gegen den sich der Backen mit einer Längsseite legt. Er wird von einer Preßschraube 10 festgehalten. Das Lager 8 ist auf einem Support 11 in Richtung der Anlagefläche 12 bzw. der Mittellinie des Backens verschiebbar gelagert. Der Support seinerseits ist um die Stelle.? drehbar gelagert und wird mittels eines Kurbeltriebes 13, 14 verschwenkt. Auf diese Weise wird die in Fig. 3 mit den Pfeilen A, B angegebene Verschwenkung des Backens gegenüber der Schleifscheibe 7 erzielt. Um nadh dem Schleifen der Flanke eines Zahnes die Bearbeitung des nächsten Zahnes vornehmen zu können, muß der Backen in seiner Längsrichtung um die Zahnteilung verschoben werden, was selbsttätig mittels einer mit 15 angedeuteten feststehenden Teilvorrichtung über eine geeignete Gelenkwelle 16, 17 oder eine biegsame Welle bewirkt wird, die auf die abgebrochen gezeichnete Leitspindel 18 des Supportes 11 und damit auf das Lager 8 wirkt.

Um den Backen 2 mit seinen Zähnen in den Schleifbereich oder aus diesem heraus zu .bringen, ist ein Support 19 vorgesehen, auf dem die gesamte vorbeschriebene Einrichtung gelagert ist. Der Support 19 ist auf einer entsprechenden Führung 20 in Richtung der Zahntiefe, die im vorliegenden, Fall mit der Richtung der Schleifscheilbenachse zusammenfällt, verschiebbar gelagert.

Die Schleifscheibe kann selbstverständlich an Stelle der gezeigten zylindrischen topfartigen Form auch die Form eines Tellers aufweisen, dessen Achse zur Bewegungsrichtung des Supportes 19 geneigt ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, bildet das Lager 8, 9 für den Backen zur Anpassung der Zahme, an die Spirale des Stellringes einen kleinen Winkel α mit der Verbindungslinie von Zahnmitte und Schwenkpunkt 6*. Dieser Winkel stimmt mit dem Winkel der Fig. 3 überein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Schleifscheibe zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Während normalerweise für Innen- und Außenflanke der Zähne je eine Schleifscheibe verwendet wird, ist hier zur Bearbeitung der Innen- und Außenflanke der Backenzähne 5 eine einzige Schleifscheibe 7' vorgesehen, deren mittlerer Durchmesser größer als der Durchmesser der Außenflanke der Zähne und kleiner als der Durchmesser der Innenflanke der Zähne ist, wie dies ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich ist.

In Fig. 5 ist mit ausgezogenen Linien die Stellung der Schleifscheibe zum Schleifen der Außenflanke des Zahnes 5' dargestellt, während die gestrichelten Linien eine Stellung der Schleifscheibe zum Schleifen der Innenflanke des Zahnes 5' andeuten.

Das Verfahren, sowie die Vorrichtung nach der Erfindung sind nicht auf das Schleifen der Backenzähne beschränkt, sondern können ebenso mit entsprechendem Fräswerkzeug auch zum Fräsen der Zähne verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Zähne von Drehfutterbacken, die durch das Spiralgewinde eines Stellringes verstellt werden sollen, mittels eines teller- oder topfförmigen Fräs- bzw. Schleifwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der Backen während des Bearbeitungsvorganges gegenüber dem Werkzeug geschwenkt bzw. mit der zu 'bearbeitenden Zahnflanke auf demselben abgerollt wird.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge- go kennzeichnet, daß ein auf einem Support verschiebbares Lager für den Backen vorgesehen ist, das mechanisch mit einer feststehenden Teilvorrichtung durch eine längs verschiebbare Gelenkwelle lose gekuppelt ist und, um eine außerhalb der Mittaleibene des Backens liegende Achse schwenkbar angeordnet, durch einen Kurbeltrieb hin und her geschwenkt wird, ferner mit der Schwenk- und Teilvorrichtang zum An- und Abstellen des Backens an dem Bearbeitungswerkzeug, z. B. Schleifscheibe, in Richtung der Zahntiefe mittels eines weiteren Supportes verschiebbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bearbeitung der Innen- und Außenflanken einer Zahnlücke eine einzige teller- oder topfförmige Schleifscheibe dient, bei welcher der Krümmungsradius der äußeren Kegel- bzw* Zylinderfläche am Scheibenrande kleiner als der äußere Radius der Zahnlücke ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen