DE677757C - Maschine zum Schleifen von Verzahnungen nach dem Abwaelzverfahren mittels zweier ebener Schleifscheiben mit breiter Schleifflaeche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft .Maschinen zum Schleifen van Verzahnungen nach dem Abwälzverfahren mittels zweier ebener Schleifscheiben mit breiter Schleiffläche, die unter dem Flankenwinbel zueinander geneigt sind. Bei den bekannten Maschinen dieser Art waren die beiden Schleifschieiben, so angeordnet, daß ihre Achsen in der gleichen, senkrecht zur Werkstückachse stehenden Ebene angeordnet waren. Die Scheiben lagen sich also mit ihren Rückseiten, unter dem Flankienwinkel geneigt, gegenüber. Eine andere Anordnung war, da die Achsen ■ der Schleifscheiben in der gleichen Ebene lagen, unmöglich. Wenn es auch vorteilhaft war, daß beide Scheiben gleichzeitig arbeiten, so waren doch mit der bekannten Scheibenanordnung eine große Reihe erheblicher Nachteile verbunden. Zunächst konnten die Scheiben selbst infolge des Raummangels nur schwach ausgebildet werden, ebenso ihre Lagerung, ihre* Spindeln und ihre Befestigung auf den Spindeln. Infolgedessen konnten nur verhältnismäßig schwache Späne bei schwachem Vorschub abgeschliffen werden. Die Lagerung und die Spindeln mußten deswegen schwach gehalten werden, weil sie nur auf der Seite der ebenen Schleifflächen angeordnet werden konnten, was wiederum zur Folge hatte, daß sie in den Wälzraum des Werkstückes hineinragten. ■ Sollte die Werkstückgröße nicht allzu sehr beschränkt werden, so war dies nur auf Kosten der Lagerung und der Spindelstärke zu 'erreichen.

Ein Abrichten der Schleifscheiben war nur in Arbeitspausen möglich und mußte, um die Bearbeitungszeit nicht unnötig zu vergrößern, nach Möglichkeit vermieden werden. Deshalb wurde die Breite der ebenen ringförmigen Schleifflächen nur klein gewählt (2 mm), da bekanntlich derart schmale Schleif ränder selbstabrichtend sind. Diese geringe Breite des Schleifrandes bedingte wiederum einen kleinen Vorschub, setzte also die Maschinenleistung herab.

Da die beiden Scheiben in gleichen, zur Werkstückachse lotrechten Ebenen lagen, so konnten nur bei großen Teilungen die beiden Scheiben in die gleiche Zahnlücke eines Werkstückrades eingesetzt werden. Je kleiner

die Teilung des Werkstückrades wurde, desto mehr Lücken und Zähne mußten zwischen den gleichzeitig bearbeiteten Zalrnfianken liegen. Beispielsweise mußten bei etwa Modul2 bis 3,5 zwei Zähne und drei Zahnlücken zwischen den bearbeiteten Flanken liegen, über etwa Modul 3,5 bis 7,5 ein Zahn und zwei Lücken, und erst etwa vom Modul 8 an konnten beide Scheiben in die gleiche Lücke eingesetzt werden. Hierdurch wurde namentlich bei den kleineren Teilungen der Wälzhub bedeutend vergrößert, so z.B. stieg derselbe für den Modul 2 auf ungefähr 7 Teilungen. Durch die Schwäche der Scheibe, Schwäche ihrer Lagerung, ihrer Spindel und ihrer Be· festigung auf der Spindel, die Erschwerung des Abrichtens und die Notwendigkeit des schmalen Schleif randes sowie den groß* Wälzhub wurde die Leistung der bekannten Maschinen außerordentlich herabgesetzt. Eine Steigerung der Leistung wäre nur durch Überanstrengung der Maschine .und damit auf Kosten der Güte des erzielten Schliffes möglich gewesen.

Alle diese Nachteile werden durch den Gegenstand der Erfindung vermieden. Die Maschine nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifscheiben in der Längsrichtung der Zahnflanken so 3Q gegeneinander versetzt liegen, daß sich die Scheiben nicht überdecken.. Bei dieser Anordnung der Schleifscheiben ist es möglich, je nach Wahl einen einzigen Zahn zwischen die ebenen Schleifflächen derselben oder die beiden ebenen Schleifflächen in die gleiche Zahnlücke eines Werkstückrades zu nehmen, da die Scheiben nunmehr so geneigt werden können, daß sich die Ebenen ihrer Schleifflächen kreuzen, und zwar ist diese Anordnung vom Modul 2 aufwärts bis zu den gröbsten Teilungen möglich.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist, daß die Schleif spindeln in einem Winkel zueinander geneigt sein können, dessen Spitze auf "das Werkstück zu gerichtet ist.

Es ergibt sich hieraus, daß für alle vorkommenden Verzahnungen der Wälzw'inkel auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann. Ferner liegen die Schleif spindeln und damit auch ihre Lagerung und ihr Antrieb völlig außerhalb des für die Wälzung des Werkstückes nötigen Raumes, und zwar so hoch oberhalb der gedachten Zahnstange für die Abwälzung, daß Spindeln und Lagerung praktisch starr ausgeführt werden können. Ebenso fällt die Beschränkung für die Seheibenstärke und die Befestigung der Scheiben auf ihren Spindeln fort, da sich die Scheiben nicht mehr gegenüberliegen. Infolge der starken Ausbildung der Scheiben, ihrer Befestigung und ihrer Lagerung ist es möglich, mit starkem Span und großem Vorschub zu arbeiten, ohne daß die Güte der Arbeit gefährdet wird. Der große Vorschub verkürzt die Zeit der Schleifarbeit für jeden Hub, und die große Spanstärke vermindert die Zahl der Schleifhübe.

Bei der Scheibenanordnung nach der Erfindung können die Zustell- und Abrichtvorrichtung jeder Schleifscheibe in Tätigkeit treten, während die andere .Scheibe arbeitet. Es kann also ohne Zeitverlust beliebig oft abgerichtet werden, so daß auf den schmalen selbstabrichtenden Schleifrand verzichtet werden kann. Die Breite des Schleifrandes kann vielmehr dem Vorschub entsprechend gewählt werden, oder umgekehrt; die Möglichkeit der Verwendung breiter Schleifränder gestattet ebenfalls einen großen Vorschub.

Die geschilderten Vorteile sind so groß, daß der scheinbare Nachteil, daß die beiden versetzten Scheiben nacheinander arbeiten, so daß ein größerer Schleifhub der Scheiben gegenüber dem Werkstück erforderlich ist, nicht nur aufgehoben wird, sondern eine Maschine nach der Erfindung erfordert schon für jeden einzelnen Schleifhub einen geringeren Zeitaufwand, zumal es möglich ist, die Zeit der Leerwege in an sich bekannter Weise durch einen Schnellgang zu verkürzen. So ergibt sich nicht nur für den einzelnen Schleifhub eine sehr erhebliche Zeitersparnis, sondern dazu kommt noch die Tatsache, daß infolge der größeren möglichen Spannstärke die Zahl der Schleifhübe verringert werden kann. Die Leistung der Maschine wird insgesamt mindestens verdoppelt.

Es sind auch Maschinen bekannt, bei denen Scheiben mit kegliger Schleiffläche verwendet werden. Diesen Maschinen ist die Maschine nach der Erfindung, wie jede Maschine mit ebener Schleiffläche, dadurch überlegen, daß ein genauerer Schliff erzielt wird (stetig gekrümmte Zahnprofile an Stelle eines Facettenschliffs).

Auf den Zeichnungen ist eine Maschine nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt*

Fig. ι zeigt eine Seitenansicht der Maschine. ■

Fig. 2 zeigt eine Stirnansieht der Maschine von der Teilkopfseite aus bei abgenommenem Rollbogenständer.

Fig. 2 a zeigt eine Ansicht vom Rollbogenitänder.

Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht der Maschine von der Antriebsseite aus..

Fig. 4 zeigt einen Grundriß der Maschine, teilweise einen waagerechten Schnitt in. halb er Höhe der Maschine.

Fig. S ist ein Getriebeschema vom Kegelräderantrieb im Schwenkbett der Maschine.

Fig. Sa ist der Grundriß von Fig. 5 in Pfeilrichtung gesehen.

Fig. 6 zeigt die Schleifscheiben im. Eingriff mit dem Werkstück.

Fig. 7 zeigt schematisch den Durchgang der Schleifscheiben durch das Werkstück,

Fig. 7 a schematisch die Wegstrecke, welche durch Schnellgang überbrückt wird.

Fig. 8 zeigt schematisch den Antrieb der Schleifspindel, den Antrieb der Schaltgetriebe und den Antrieb der Zustell- und Abrichtvorrichtungen.

In den Figuren sind das Maschmenbett mit I, das Werkstückrad mit 2 und die Schleifscheiben mit 3 und 4 bezeichnet. Zur Aufnahme des Werkstückrades dient ein Dorn 5, welcher von den Spitzen 6 und 7 aufgenommen wird. Die Spitze steht in Verbindung mit dem Teilapparat 8, der von beliebiger Bauart sein kann. Hinter dem Teilapparat 8, ebenfalls in Verbindung mit dem Dorn 5, ist der Rollbügel 9, welcher mit dem Teilapparat 8 und dem Werkstück 2 in irgendeiner Weise so verbunden ist, daß sie zusammen schwingen können, ohne sich gegeneinander zu verdrehen. Die Teilung von Zahn zu Zahn erfolgt unabhängig vom Wälzvorgang. Über den Rollbogen 9 sind in bekannter Weise Stahlbänder 10 und 11 gespannt. Diese Stahlbänder sind außen an einem Rahmen 12 befestigt und können mittels Spannvorrichtungen 13 und 13« angespannt werden, die ihrerseits in senkrechter Richtung verstellbar sind. Bei dieser Anordnung bewegen sich die Drehachse 14 des Rollbogens 9 itnd des Teilapparates 8, die Körnerspitzen 6 und 7 und der Dorn 5 mit dem Werkstückrad 2 waagerecht auf einer Geraden. Zur Aufnahme des Gewichtes dieser Teile dient ein Schlitten 15, der auf einer Führung 16 am Maschinenbett quer beweglich ist. Der Antrieb des Rollbogens 9 erfolgt durch eine Kurbelscheibe 17 mittels einer Kurbelstange 18, die am Schlitten 15 im Punkt 19 angreift. Der Antrieb der Kurbelscheibe wird später beschrieben werden.

Auf dem Bett 1 befindet sich ein Ständer 20, an welchem ein in lotrechter Richtung verschiebbarer Schlitten 21 mit einer horizontalen Gleitbahn 22, die in Längsrichtung der Maschine liegt, angeordnet ist. In der Gleitbahn 22 befindet sich ein Schlitten 23, an welchem die Lagerböcke 24 und 25 verschiebbar hängend angeordnet sind. Ferner befinden sich am Schlitten 23 die Gehäuse 26 und 27 für den Antrieb der SchleifscheibenzusteU- und Abrichtvorrichtungen und die Antriebsmotoren 28 und 29 für die Schleifscheiben 3 und 4 und die Zustell-und Abrichtvorrichtungen. An den Lagerböcken 24 und 25 sind die Schleifspindelstöcke 30 und 31 mit den Zustell- und Abrichtvorrichtun^en für die Schleif spindeln 32 und 33 dreh- und feststellbar angebracht.

Zum Antrieb der Schleifspindeln und der Zustell- und Abrichtelemente dienen die Riementriebe 34 und 35. Die Verbindung zwischen den Zustell- und Abrichtvorrichtungen in den Spindelstöcken 30 und 31 und den Antriebsgehäusen 26 und 27 wird durch Gelenkwellen hergestellt.

Auf eine nähere Beschreibung über die Steuerung der Zustell- und Abrichtvorrichtungsantriebe kann im Rahmen der Erfindung verzichtet werden.

Der Schlitten 23 kann sich in der Längsrichtung der Zahnflanken hin und her bewegen. Er trägt zwei Querführungsbahnen 36 und 37, in welchen die Lagerböcke 24 und 25 verschiebbar geführt werden, zum Einstellen der Schleifscheiben'3 und 4 entsprechend der Zahnteilung.

Der Hauptantriebsmotor 38 ist im Innern ^x des Maschinenbettes untergebracht. Von ihm führt ein Riemen 39 aufwärts zu einer Riemenscheibe 40 auf einer Welle 41, welche in den Hauptgetriebekasten 42 hineinführt, in dessen Innerem sämtliche Trieb- und Schaltelemente für die Wälzbewegung, zum Antrieb der Teilvorrichtung, Antrieb des Schleifspindelschlittens für dessen Vorschub und go Schnellgang untergebracht sind.

Oben auf dem Hauptgetriebekasten 42 befindet sich ein Längsschlitten 43, welcher die hin und her gehenden Bewegungen vom Hauptantriebskasten erhält. Die Bewegungen dieses Schlittens werden durch eine senkrecht stehende ortsfeste Welle 44, durch die Räder 45 und 46 in Verbindung mit den Zahnstangen 47 und 48 auf den Schleif spindelschlitten 23 übertragen. Ferner sind an den Längsschlitten 43 in Längsrichtung verschiebbare Anschläge 49 angeordnet, welche zur Steuerung sämtlicher im Ilauptantriebskasten befindlichen Triebelemente dienen. Auf eine nähere Beschreibung dieser Steuerung kann im Rahmen der Erfindung wiederum verzichtet werden.

In der dargestellten Lage nach Fig. 4 dient die Maschine nach der Erfindung zur Erzeugung von Stirnrädern. Zum Schleifen von Schraubenrädern kann die Wälzschlittenführung 16 mit dem Wälzschlitten 15 und dem Rollbandständer 12 um eine lotrechte Achse 50 geschwenkt werden, entsprechend dem Zahnschrägenwinkel des jeweilig zu bearbeitenden Werkstückrades. Zu diesem Zweck trägt das Maschinenbett 1 eine bogenförmige Gleitbahn S ι für ein Schwenkbett 52, das den Wälzschlitten 15 und den Rollbandständer 12 trägt. Außerdem besitzt das Schwenkbett 52 eine Führungsbahn 53, in welcher der RoIlbogenständer 12 verschieb- und feststellbar

geführt wird, um über den Rollbogen 9 und die Rolibänder 10 und 11 eine Winkeleinstellung des Werkstückrades 2 bewirken zu können.

Aus dem Hauptgetriebekasten 42 heraus führt eine Welle 54, welche einerseits über die Kegelräderpaare 5 5 und 56 in Verbindung mit einem Getriebezug, welcher in die Figuren nicht eingezeichnet ist, die Kufbelscheibe 17 für den Antrieb des WälzschJittens 15 antreibt. Andererseits liegt in der Welle 54 eine zweite Welle, und diese dient über die Kegelräderpaare 57 und 58 und einen weiteren Getriebezug, welcher in die Figuren ebenfalls nicht eingezeichnet ist, zum Antrieb des Teilapparates 8. Auf eine nähere Beschreibung des Teilvorganges kann im Rahmen der Erfindung wiederum verzichtet werden.

Es wird nur darauf hingewiesen, daß in allen Fällen das Weiterteilen von Zahn zu Zahn nach jedem einmaligen Durchgang der Schleifscheiben in Längsrichtung der Zahnflanken durch das Werkstückrad erfolgt.
Die Fig. 6 und 7 dienen zur Erläuterung der theoretischen Grundlage der Maschine. Fig. 6 zeigt die Schleifscheiben 3 und 4 im Eingriff mit einem Zahn des Werkstückrades 2, wobei die ebenen Planflächen 59 und 60 der Schleifscheiben 'eine Zahnlücke einer Zahnstange .darstellen. Es bedarf keiner weiteren Erklärung, daß beim Abwälzen des Werkstückes die" wirksamen Flächen der Schleifscheiben Evolventen erzeugen müssen.

In Fig. 7 erkennt man die gegenseitige Lage der Schleifscheiben und des Werkstückes während der Arbeit. Vom Werkstückrad ist ein einzelner Zahn 62 im Längsschnitt dargestellt. Die Schleifscheiben 3 und 4 stehen vor jedem Arbeitshub entweder in den ganz rechts dargestellten oder in den ganz links dargestellten Lagen. Angenommen, daß die Scheiben von der rechten Lage ausgehen, so läuft zuerst die Scheibe 3 an der einen, Flanke des sich hin und her wälzenden Zahnes 62 entlang. Fig.7a zeigt die Stellung der Schleifscheiben 3 und 4 zum Einzelzahn 62, nachdem die Schleifscheibe 3 den Zahn vollständig durchlaufen hat. Das Heranbringen der Schleifscheibe 4 an den Zahn erfolgt durch Schnellgang, worauf der Durchgang der Scheibe 4 an der anderen Flanke des gleichen Zahmes sich vollzieht. "Nach dem vollständigen Durchlauf der Scheibe 4 durch das Rad erfolgt die Weiterteilung des Rades um einen Zahn, und der beschriebene Vorgang vollzieht sich wieder in entgegengesetzter Richtung. In Fig. 7 ist B der Gesamtweg, den der Schleifschlitten 23 in diesem Fall auszuführen hat. In Fig. 7a ist C

fio der Weg, Welcher durch Eilgang des Schleif- _ Schlittens überbrückt wird. In den Fig. 7 und 7 a ist der konstante Scheibenabstand Z> und die zu schleifende Zahnbreite E. Es bedarf keiner weiteren Erklärung, daß mit einer Vergrößerung von E eine Verkleinerung von D erfolgt. Wie bereits schon angeführt, kann, während die eine Scheibe sich in Arbeitsstellung befindet, die andere Scheibe selbsttätig abgerichtet werden, und umgekehrt. Da also zum Abrichten der Schleifscheiben keine besonderen Arbeitszeiten verbraucht werden, kann das Abrichten der Scheiben, wie bereits schon erwähnt, beliebig oft ohne Zeitverlust erfolgen.

In Fig. 6 ist die Abric'htvorrichtung seheniatisch angedeutet. An den Schleifspindelstöcken 30 und 31 sitzt je ein Bolzen 63 und 64, welche die Schwenkarme 65 und 66 tragen, an deren freiem Ende sich die Abrichtdiamanten befinden. Diese Arme können über die Breite b des Randes der Schleifscheiben 3 und 4, wie in Fig. 7 angedeutet, selbsttätig hin und her geschwenkt werden. Das Schwenken erfolgt auf irgendeine bekannte Art und Weise durch die in den Schleifspindelstöeken 30 und 31 untergebrachten Steuergetriebe. Die Steuerung der Getriebe erfolgt durch einstellbare Anschläge 67 an der horizontalen Gleitbahn 22. Hier stehen dem Fachmann genügend Getriebe zur Verfügung.

In Fig. 8 ist der kombinierte Antrieb für die Schleif spindeln und für die Zustell- und Abrichtvorrichtungen, im Grundriß gesehen, schematisch dargestellt,

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Schleifen von Verzahnungen nach dem Abwälzverfahren mittels zweier ebener Schleifscheiben mit breiter Schleiffläche, die unter dem Flankenwinkel zueinander geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß -die Schleifscheiben in der Längsrichtung der Zahnflanken so gegeneinander .versatzt liegen, daß sich die Scheiben nicht überdecken.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindeln in einem Winkel zueinander geneigt sind, dessen Spitze auf das Werkstück zu gerichtet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustell- und Abrichtvorrichtung jeder Schleifscheibe in Tätigkeit tritt, während die andere Scheibe arbeitet.

4. Maschine nach Anspruch i, bei der das Werkstück die Wälzbewegung und die Schleifscheiben die Vorschubbewegung in Längsrichtung der zu bearbeitenden Zahnflanken ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheiben (30,31) an

einem Schlitten (23) einstellbar hängend angeordnet sind, der in lotrechter Richtung verstellbar ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen auf dem Maschinenbett (42) in Längsrichtung der Maschine beweglichen Schlitten (43), der die Wende-, Vorschub-, Eilgang- und Teügetriebe durch einstellbare Anschläge (49) ■selbsttätig schaltet und seine Bewegungen mittels Zahnstangengetriebe über eine ortsfeste lotrecht stehende Welle (44) auf den Schleifscheibenschlitten (23) überträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen