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Maschine zum Schleifen der Zahnflanken von Stirn- und Schraubenrädern
im Abwälzverfahren mittels einer Schleifscheibe, die das Profil eines Zahnstangenzahnes
hat Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen der Zahnflanken von Stirn-
und Schraubenrädern.
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Die Maschine arbeitet nachdem bekannten Prinzip der Evolventeneinhüllung
-durch eine ideelle Zahnstange, von der ein Zahn durch die Schleifscheibe verkörpert
ist. An diesem Schleifzahn wird,das zu schleifende Rad mittels Rollbogen und Rollbändern
abgewälzt, so daß sich eine theoretisch genaue Evolventenform ergibt. Die Zahnform
der Schleifscheibe wird in bekannter Weise mit drei Diamanten erzeugt, die die beiden
Kegelseiten und,den Außendurchmesser gleichzeitig abziehen. Beide Flanken einer
Zahnlücke «-erden in einer Wälzung gleichzeitig geschliffen. Die gegenseitige Flankenstützung
verhindert das Abbiegen der Scheibe und erhöht den Genauigkeitsgrad. Die Beistellung
der Schleifscheibe erfolgt mittels. Handrads und Teilring durch entsprechende Bewegung
des Hubschlittens, der den schwenkbaren Sattel und auf diesem den Stößelschlitten
mit der Schleifscheibe trägt. Die Teilung des Werkstückes erfolgt durch eine Teilscheibe,
die im Wälzschlitten angeordnet ist.
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Der Erfindung gemäß führt die Schleifscheibe nach jeder einfachen
oder doppelten Wälzung zwecks Weiterschaltung des Werkstückes rechtwinklig zur Führung
des die Schleifscheibe tragenden Stößelschlittens eine Rückzugbewegung aus und tritt
mach Weiterschaltung des Werkstücks in umgekehrter Richtung in die nächste Zahnlücke
ein. Ist das Werkstück mit horizontal liegender Achse eingespamit und dreht sich
die Schleifscheibe um eine tiefer liegende horizontale Achse, so senkt sich also
diese letztere bei der gegenüber dem Werkstück vertikal. Der die Schleifscheibe
mit ihrer Spindel und Antriebsmotor tragende Schleifschlitten ruht hierbei auf einem
senkrecht geführten Hubschlitten, der sich unmittelbar nach beendigter Wälzurig
des
Werkstückes mit der Schleifscheibe senkt, worauf die Teilschaltung
des Werkstückes auf die nächste Zahnlücke erfolgt und unmittelbar daran anschließend
die Schleifscheibe durch Heben des Hubtisches wieder eingerückt wird, worauf die
nächste Wälzung beginnt. Auf diese Weise wird die Leerlaufzeit der Schleifscheibe
auf ein Mindestmaß beschränkt. Das Senken und Heben des Hubtisches mit dem Schleifschlitten
geschieht selbsttätig durch geeignete Organe, die durch das Triebwerk der Maschine
mit der Wälz- und Teilvorrichtung derart verbunden sind, daß die Ein- und Ausrückung
der Schleifscheibe stets genau im richtigen Augenblick stattfindet.
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Bei den bisher bekannten, nach demselben Grundprinzip arbeitenden
Zahnfllankenschleifmaschinen wurde, um das Werkstück überhaupt weiterschalten zu
können, bei jeder Wälzung erst die Schleifscheibe durch Ausholen oder Auswälzen
über das Werkstück hinaus außer Eingriff mit demselben gebracht, und erst dann konnte
das Werkstück um eine Teilung vorgeschaltet werden. Hiermit war aber eine erhebliche
Leerlaufzeit verbunden, die die Arbeitsdauer wesentlich verlängerte, ein beträchtlicher
Nachteil, der durch die Erfindung beseitigt wird, nach welcher die Leerlaufzeit
nunmehr auf ein Mindestmaß beschränkt ist.
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In der Zeichnung ist Abb. i eine Vorderansicht der Maschine mit teilweisem
Schnitt zur Darstellung des Getriebes für die gegenseitige Auf- und Abwärtsbewegung
des Hubschlittens.
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Abb.2 eine -teilweise, Abb. 3 eine vollständige Seitenansicht der
Maschine.
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Abb.4 zeigt den Eingriff der Schleifscheibe in die Zahnflanke bei
der ersten Stellung des Werkstückes nach der erfolgten Teilschaltung, Abb. 5 die
Stellung der Schleifscheibe zum Werkstück nach der inzwischen erfolgten Wälzung
und kurz vor dem Austritt aus dein Werkstück, Abb. 6 die Stellung der Schleifscheibe
zum Werkstück unmittelbar nach dem Austritt und im Augenblick der Teilschaltung
bzw. des Ab- und Überschattens der Scheibe auf den nächsten Zahn. Die Scheibe senkt
sich dabei um das Maß h der eingestellten Zahnhöhe.
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Abb. 7 ist eine Seitenansicht zu den Abb. .4 bis 6 und zeigt die kurze
hin und her gehende Bewegung der Schleifscheibe durch das eingespannte Werkstück.
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Abb. 8 ist eine Rückansicht des Rollbandständers mit Blick auf den
Rollbogen und die Rollbänder. Die Einrichtung der Maschine ist im einzelnen folgende.
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i ist der auf dem feststehenden hinteren Sockel 2 der Maschine ruhende
Wälzschlitten, der quer zur Längsrichtung der Maschine beweglich ist. Der obere
Teil des Wälzschlittens trägt den Gegenarm 3, unter dessen vorderem freiem Ende
die Gegenspitzel. zum Tragen des Werkstückhalters in bekannter Weise verschiebbar
angeordnet ist. Die andere Spitze 5 zum Lagern des Werkstückhalters liegt in gleicher
Achse mit 1 gegenüber am freien Ende der in dein Wälzschlitten gelagerten Spindel,
an deren hinterem Ende 6 der Rollbogen 7 auswechselbar befestigt ist. Dieser wälzt
sich beim Hin- und Hergehen des Wälzschlittens an den mit ihren inneren Enden an
ihm befestigten Rollbändern 8 und g ab, die in den Ständer Io horizontal eingespannt
sind. Die Rollbänder können entsprechend dem Radius des Rollbogens in ihrer Höhenlage
verstellt werden. zu welchem Zweck die Enden der Bänder an Schlitten i i und 12
befestigt sind, die in vertikalen Führungen 13 und il. an den beiden Seiten des
Rollbandständers gleiten. Bei der Hinundherbewegung des Wälzschlittens schwingt
somit das eingespannte Werkstück 15 unter der Einwirkung eines 11 itnehmers 16 gleichsinnig
mit dein Rollbogen hin und her. Entsprechend wird das zu schleifende Zahnrad an
dein Schleifzahn der Schleifscheibe abgewälzt und dadurch die genaue Evolventenform
der Zahnflanken erzielt.
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Im unteren Teil :des Sockels ist in der Längsrichtung der Maschine
eine von dein Triebwerk gedrehte Welle 17 gelagert, die vorn eine Kurvenscheibe
18 trägt. In eine Aussparung am Rande dieser Scheibe greift mittels einer Rolle
ig ein einarmiger Hebel 20 ein, der bei 21 gelagert und durch seine Achse fest mit
einem Zahnsegment 2 2 verbunden ist, dessen Zähne in eine Zahnstange 23 eingreifen,
die an einer vertikal geführten Gleitbüchse -2l. vorgesehen ist. Diese Gleitbüchse
hat Innengewinde und trägt mit dieseln eine vertikale Schraubenspindel.j, die den
Hubschlitten 26 auf und ab bewegt. Auf der Spindel 25 sitzt ein Schneckenrad 27,
(121s mittels der zugehörigen Schnecke durch ein Handrad 28 von außen gedreht werden
kann. Dadurch kann die Schraubenspindel gegenüber der Führungsbüchse 2l. höher oder
tiefer gestellt werden. Das Handrad 28 dient dadurch zur genauen Einstellung des
Hubschlittens bzw. des auf ihm ruhenden Stößelschlittens 29 mit der Schleifscheibe
3o, die durch einen am Schlitten sitzenden Elektnimotor 31 gedreht wird.
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Während der mechanisch, i. F. elektromechanisch erfolgenden Teilschaltung-
des
Werkstückes -durch die im Gehäuse des Wälzschlittens angeordnete
Teilscheibe wird der Hubschlitten 26 mittels der mit der Wälzung und Teilung korrespondierenden
Kurvenscheibe 18 durch den Rollenhebel 2o und die von ihm beeinflußte Hubspindel
25 derart gesteuert, daß er sich um den jeweils eingestellten Vertikalhub h der
Schleifscheibe so auf und ab bewegt, daß die Leerlaufzeit der Schleifscheibe während
der Teilungsschaltung auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Der je nach der Breite
des Werkstückes verstellbare Horizontalhub h, der Schleifscheibe (s. Abb. 7) ist
nur um ein geringes Maß größer als die Breite des Werkstückes.
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Der in Prismen geführte Stößel- oder Schleifschlitten 29 ruht auf
einem Sattel 32.
der um 4.5 ° horizontal schwenkbar ist, damit auch Schraubenräder
bearbeitet werden können. Hinter der Schleifscheibe ist am Stößelschlitten die Abzieheinrichtung
33 mit den drei durch Schlitten - geführten Schleifdiamanten 34., 35 und 36 (Abb.
5, 2 und 3) angeordnet. 37 ist der Antriebsmotor der Maschine. An der Seitenwand
der Maschine sitzen die verschiedenen Betätigungshebel, Schalter usw. für die einzelnen
Arbeitsvorgänge. 38 ist z. B. der Motorschalthebel, 39 der Hebel für die Hauptkupplung,
.4o das Zählwerk, 41 der Hebel zum wechselweisen Schalten des Schleif- und des Wälzschlittens
auf schnellen oder langsamen Gang, 4.2 der Schalthebel für verschiedene Geschwindigkeiten
des Wälz- und des Schleifschlittens, ;43 der Schalthebel für den Wälzvorschub, 44
ein elektrischer Keilhebel, 4.5 ein Umschalthebel zum Einstellen einfacher oder
doppelter Wälzung. -Die Teilschaltung des Werkstückes kann in beliebiger Weise erfolgen:
vorteilhaft `wird sie jedoch durch einen Magnetmotor betätigt, der in Verbindung
mit der Kurvenscheibenumdrehung des Hubschlittens einen Stromstoß erhält. Die Zähnezahl
der Teilscheibe kann das Vielfache der Zähnezahl des zu schleifenden Rades betragen,
weil mehrere Zähne geschaltet werden können.
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Der Schleif- und Schaltvorgang gemäß der Erfindung vollzieht sich,
nochmals kurz zusammengefaßt, wie folgt.
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Nach beendigter einfacher oder doppelter Wälzung senkt sich der Hubschlitten
so weit, daß Scheibe und Zahn außer Eingriff kommen. Die Schaltung schaltet um einen
Zahn weiter, worauf sich der Hubschlitten und die Schleifscheibe wieder heben. Durch
diese neue Schaltmethode sind die Leerzeiten auf ein Mindestmaß herabgedrückt. Der
Stößelhub wird nur ein wenig größer als die Radbreite. Die Seitenwälzung vollzieht
sich innerhalb einer Zahnlücke.
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Eine an der Maschine vorgesehene Zähleinrichtung setzt nach entsprechender
Einstellung und nach erfolgtem Durchlauf des Werkstückes die Maschine still.
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Beide Schlitten, Wälz- und Stößelschlitten, können so umgeschaltet
werden, daß bei langsamer Wälzung die Schnellbewegung des Stößelschlittens und bei
schneller Wälzung die langsame Vorschubbewegung des Stößelschlittens wirksam wird.