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Verfahren zum Abrichten von profilierten Schleifscheiben zum Schleifen
von Stirnzahnrädern mit schrägen Zähnen , Zum Abrichten der Arbeitsfläche von profilierten
Schleifscheiben zum Schleifen von Stirnzahnrädern mit schrägen Zähnen, insbesondere
von solchen mit Evolventenprofilen, wird gemäß fdem Hauptpatent 733 681 während
des Abrichtens das Werkzeug (z. B. ein Diamant) immer auf der Berührungslinie zwischen
der Schleifscheibe und dein zu schleifenden Radzahn bewegt. Diese Berührungslinie
kann als Schleiflinie bezeichnet werden.
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Die vorliegende Erfindung gibt unter Anwendung des wesentlichen Merkmals
des Verfahrens gemäß dem Hauptpatent weitere Lösungen des Verfahrens.
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Damit ist eine wertvolle Verbesserung insofern .gescha_ffen, als im
Verfolg des beim Hauptpatent bestehenden Erfindungsgedankens neue Wege gegeben sind,
um den-auftretenden vielseitigen technischen Forderungen durch Anwendung .der einen
oder anderen Lösungsform weitgehendst Rechnung tragen zu können.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Erzeugung der -Bewegung
des Abrichtwerkzeüges auf-der gedachten Zahnflankenfläche das Werkzeug entlang der
Stirnevolvente zu führen und gleichzeitig auf einer um die Längsachse des zu schleifenden
Schrägzahnrades verlaufenden Schraubenbahn zu verlagern, oder- aber das Werkzeug
gleichzeitig so@w6hl entlang der Stirnevolventen als auch entlang einer den Linien
gleichzeitigen Eingriffs zweier zusammenarbeitender Schrägzahnräder gleichgerichteten
gedachten Geraden zu führen.
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Mit der ersterwähnten Verfahrensart; d. h. mit Verlagerung der Stirnevolv
ente auf _de@-=
Schraubenbahn wird eine wesentliche Verkürzung des
A'brichtvorganges erzielt, besonders dann, wenn Stirn-Schraubenzahnräder von geringerer
Zahnschräge zu bearbeiten sind, bei denen also die Linie gleichzeitigen Eingriffes
eine große Länge besitzt, so daß die Bewegung des Werkzeugs entlang .dieser Linie
eine unerwünschte Verlängerung des Abrichtvorganges erfordern würde. Eine Vorrichtung
gemäß der zweiten Verfahrensart. womit das gleichzeitige Führen des Werkzeugs, entlang
der Stirnevolvente und entlang einer der Eingriffslinien erfolgt, ergibt den Vorteil,
daß diese Vorrichtung besonders dann geeignet ist, wenn kein Verschraubungsantrieb
verwendet werden soll, z. B. wenn das Abrichtgerät fest auf die Schleifmaschine
aufgebaut und nicht zwischen den Körnerspitzen aufgenommen wird.
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In allen Fällen wird das Werkzeug gemäß dem Hauptpatent so gehalten,
daß die durch den jeweiligen Arbeitspunkt, d. h: durch die Arbeitsspitze des Abrichtlverkzeuges
gehende Formale zur gedachten Zahnflanke stets die Schleifscheibenachse schneidet.
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Für das Abrichten der Schleifscheibe können die gemäß dem Verfahren
arbeitenden Hilfseinrichtungen entweder zum Einsetzen in die Schleifmaschine an
die Stelle, an die sonst das zu schleifende Rad kommt, @hergerichtet sein, oder
man baut sie als getrennte Abrichtvorrichtung, in welche die abzurichtenden Schleifscheiben
einzusetzen sind.
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In der Zeichnung sind in den :ebb. i und 2 auf Teilabwickelungen je
einer Seitenflanke eines Schrägzahnrades die Koordinatensysteme dargestellt, in
denen das @Abrichtwerkzeug erfindungsgemäß bewegbar ist, um es im Bereich der Schleiflinie
bzw. auf der Schleiflinie zu halten.
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In diesen Abbildungen ist die Zahnevolvente, wie sie in der Stirnebene
des Zahnrades verläuft, eingezeichnet und mit Ev bezeichnet. Weiter ist die Schleiflinie
angedeutet. In Abb. i ist diese Linie mit C I und in Abb. -2 mit C II bezeichnet.
In Abb. i sind die parallel zu den Zahnkanten verlaufenden Schrau'blinien eingezeichnet,
die wie die Zahnkanten in der Abwicklung als Kreisbogen erscheinen. Abb.2 läßt die
Linien gleichzeitigen Eingriffs zweier msammenarbeitender Schrägzahnräder erkennen.
Diese Linien bilden je eine Gerade, welche die untere Begrenzung der abgewickelten
Zahnflanke tangieren.
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Eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung, welche nach
Maßgabe des Planes der Abb. i arbeitet, ist in den Abb. 3 bis 6 dargestellt.
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Abb. 3 zeigt in schematischem Schaubild die \vesentlichsten Teile
der Vorrichtung zulammen mit der abzurichtenden Schleifscheibe.
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Äbb. .I ist ein Schnitt nach Linie IV-IV (Abb. 6).
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Ab.b. 5 ist eine Seitenansicht senkrecht zur Schleifscheibenachse.
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Abb. 6 zeigt die Vorrichtung von oben gesehen.
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Abb. 7 zeigt in Seitenansicht eine bei-*spielsweise Ausführungsform
einer Gelenkverbindung zur Koppelung des Abrichttverkzeugs mit der Schleifscheibenachse.
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Abb.8 ist eine zu Abb. 7 gehörige Stirnansicht.
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Abb. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel von Koppelungsmitteln
in Seitenansicht. Abb. io ist ein zu Abb. 9 gehöriger Querschnitt.
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Die in den weiterfolgenden Abbildungen dargestellten beispielsweisen
Ausführungsformen entsprechen hinsichtlich ihrer Wirkung dem Plane der Abb..2.
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Abb. i i zeigt eine Ausführungsform in einer Seitenansicht, senkrecht
gegen die Schleifscheibenachse.
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Abb. 12 zeigt die gleiche :'£usführungsform von oben gesehen.
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Abb. 13 läßt einen zugehörigen Einzelteil von der Seite gesehen erkennen.
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Abb. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform in einer Seitenansicht
gegen die Schleifscheibenachse, worin der deutlicheren Darstellung wegen das Abrichtwerkzeug
nicht in den Schraubwinkel eingestellt ist, sondern in der für gewöhnlich unwirksamen
rechtwinkeligen Querstellung zur Längsachse des zu schleifenden Schrägzahnrades.
Die eine Querwand des Gehäuses der Vorrichtung ist weggeschnitten.
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Abb. 15 zeigt die Vorrichtung von oben gesehen, worin das Abrichtwerkzeug
ebenfalls die erwähnte Querstellung einnimmt.
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In allen Abbildungen ist die Schleifscheibe mit i bezeichnet und das
zum Abrichten der Schleifscheibe bestimmte Werkzeug, z. B. ein Diamant, mit 13.
Der Träger des Abrichtwerkzeuges ist mit 23 bezeichnet.
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Die wesentlichsten Teile der Abrichtvorrichtung bestehen a) in Mitteln
zur Erzeugung einer Evolventenbewegung des Abricht-,verkzeuges, b) in Mitteln zur
Erzeugung einer geradlinigen Bewegung in Richtung der Linie gleichzeitigen Eingriffs,
c) in Mitteln, durch welche die Abrichtvorrichtung nötigenfalls in der gleichen
Weise wie das zu schleifende Rad verschraubt wird, d) in Mitteln zur Koppelung des
Abrichtwerkzeuges mit der Schleifscheibenachse. Zur Erzeugung der Evolventenbewegung
des Abrichtwerkzeuges kann man, wie mit
den zeichnerischen Beispielen
gezeigt, Schablonen-verwenden. Es sind aber auch Ausbildungen möglich, bei denen
vermittels eines Gelenksystems die Bewegung des Abrichtwerkzeuges ohne Benutzung
einer Schablone durchgeführt wird.
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Die unter c erwähnten Mittel sind in Abb.3 bis 6 beispielsweise in
einer Ausführung gewählt, die unabhängig ist von der für gewöhnlich in der Schleifmaschine
ohnehin vorhandenen Verschraubeinrichtung für das zu schleifende ,Schrägzahnrad.
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Bei der Vorrichtung ,nach Abb. 3 bis 6 ist der Hauptträger der Schaft
40, welcher z-,vischen Körnerspitzen der Maschine ein:zuspannen ist. Auf dem Schaft
4o ruht ein Gehäuse, welches die Längswand 39 und die Querwände 4i und 47 besitzt.
An diesen Wänden sind die Evolventenschablonen 43 verstellbar angebracht. Oben sind
die Schablonen mittels Bolzen 44 schwinbbär gehalten, und unten werden sie durch
Federn 45 gegen Anlagepflöcke-46 gedrückt, -die als einseitig verdickte Bolzen ausgebildet
und durch Verdrehen einstellbar - und mittels Muttern 47 festziehbar sind.
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An die Schablonen 43 legt sich mit Zapfen 5o o. dgl. ein Rahmen 51,
welcher mit seitliche; Schienen 51' in einem bügelartigen Teil 52 verstellbar gehalten
wird. Das Feststellen des Rahmens 51 im Bügel 52 ist ermöglicht mit Hilfe des im
letzteren .gelagerten Bolzens 53. Der Bügel 52 legt sich mit Armen 52 auf
den Schaft 4o bzw. auf die Naben der Querwände 41 und 42. Seine Anlage @@ird erzielt
durch die Wirkung der Zugfedern 49, welche einerseits an Balzen 55 des Rahmens 51
und andererseits an die Schablonen 43 angeschlossen sind. Die Federn 49 halten also
den Rahmen 51 mit den Zapferi.50 an den Schablonen 43 und gleichzeitig auch die
Arme 52' am Schaft 40. Auf dem Rahmen 5 i.ist der Werkzeughalter z3 drehbar um Bolzen
57 gehalten und kann mittels Stellschraube 58, die sieh in einem Kreisschlitz 61
führt, in der jeweilig geeigneten Winkelstellung zur Längsachse des zu schleifenden
Rades, d. h. in den richtigen Schrau'bwinkel, eingestellt werden. Die Koppelung
des Abricht:werkzeuges 13 bz,w. des Werkzeugträgers 23 an die Schleifscheibenachse
ist erreicht mit Hilfe von Schneidenstäben (Linealen). Ein Schneidenstab 59, der
am Werkzeugträgei 23 befestigt ist, steht mit seiner Schneide genau in der Achse
des Abrichtwerkzeuges 13 und kommt zur Anlage an die Gegenschneide des Stabes 63,
die genau in der Schleifscheibenachse liegt. Der Rahmen 51 wird mit einem
Bolzen 55 durch eine Feder 6o an die Wand 42 gezogen und eine zweite, jedoch weichere
Feder 48, die sich am Bund 4o, abstützt, wirkt auf das irr axialer Richtung verschiebbare
Gehäuse 39, 41, 42, so daß die Schneide von 59 gegen die Schneide von 63 gedrückt
wird. Zum Zwecke der Erzeugung der Schrauhbewegung des Abrichtwerkzeuges ist an
dem Gehäuseteil 42 ein Führungszapfen 70 vorgesehen, welcher sich gegen ein im Maschinenbett
dem Schraubwinkel entsprechend einstellbares Lineal 71 legt. Die Mantelfläche der
Führungszapfen ist in Form einer Evolvente gekrümmt.
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Die gesamte Vorrichtung erhält vorteilhaft ihre Lage in einem solchen
Winkel zur Schleifschei,benachse, daß die Achse des Abrichtwerkzeuges im Evolventenfußpunkt
zur Schleifscheibenachse in möglichst großer Neigung zu dieser steht, soweit es
der Lückenraum zwischen der zu schleifenden Flanke und der dieser gegenüberliegenden
Flanke für die Schleifscheibe zuläßt. Hierdurch ergeben sich günstige bauliche Verhältnisse
insofern, als die Führungsschneidenstäbe 59 und 63 verhältnismäßig kurz sein können.
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Das Abrichten der Schleifscheibe wird durch eine Schwenkbewegung des
Werkzeuges 13 mit dem Werkzeugträger 23 und dem Rahmen 51 und Bügel 5z in der in
Abb. ,4 angegebenen Pfeilrichtung bewirkt, wobei das Gehäuse 39, 41 und 42 mit dem
Zapfen 70 gegen das ortsfeste Lineal 71 anliegt und während des Schwenkens
des Werkzeugträgers eine schraubende Bewegung ausführt.
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- Je nach Art der verwendeten Einrichtung zur Erzeugung der Bewegung
des. Abrichtwerk'zeuges auf der Evolventenbahn kann die Koppelung des Abrichtwerkzeuges
mit der Schleifschei,benachse in beliebiger Weise erreicht werden. Zum Beispiel
im Falle einer schablonenlosen Evolventenerzeugungseinrichtung kann es zweckmäßig
sein, eine Gelenkv erbindung gemäß Abb. 7 und 8 zu schaffen. Hierbei greifen an
die Muffe 73 des Abr, clitwerkzeuges um die Zapfen 74 die Schienen 75, und an ;diese
schließt sich an Bolzen 76 eine Schwinge 77, die mittels Zapfen 78 und einer Muffe
79 mit der Schleifscheibenachse gelenkig verbunden ist.
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Eine ähnliche Verbindung läßt sich gemäß Abb. 9 und io erzielen, wenn
auf der Schleifscheibenachse, die zweckmäßig einen balligen Teil erhält, ein den
balligen Teil gabelartig umschließender Führungsteil 82 vorgesehen ist, welcher
auf Zapfen 83 der auf dein Abrichtwerkzeug sitzenden Muffe 84 schwingen kann.
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Bei der nach dem Plane Afib. -2 arbeitenden Ausführungsform der Abrichtvorrichtung
geinäß Abb. i i bis 13, wobei die schraubende Bewegung des A.brichtwerkzeuges fortfällt,
ist das Abrichtwerkzeug in gewissen Grenzen seitlich bewegbar, und zwar beispielsweise
dadurch,
daß der Werkzeughalter 23 an einem Schwenkarm 86 sitzt, der zwischen Körnerspitzen
87 und 88 eines Halteteiles 89 lagert. Der Halteteil 89 ragt mit einem
Zapfen 9o in einen unteren Ansatz einer Schiene 9i, welche oben einen Zapfen 92
besitzt, der sich an die Evolventenschablone 93 anlegt. Die Schiene 9i ragt
mit einem Zapfen 9a durch einen um den Zapfen go verlaufenden Kreisbogenschlitz
95 und läßt so die jeweilige Einstellung des Abrichtwerkzeuges 13 bzw. des
Werkzeulträgers 23 in den jeweils geeigneten Winkel zu. Die Schiene 9i sitzt in
der Höhenrichtung einstellbar in einem Bügel 96, der gemeinsam mit zwei gegenständigen
Schienen 97, 97** den Schaft io2 umfaßt, wobei die Zugfedern 99
für
gute Anlage sargen.
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Das Abrichten der Schleifscheibe erfolgt durch Schwenkung der gesamten
Vorrichtung in der in Abb. i i angedeuteten Pfeilrichtung, so daß das Abrichtwerkzeug
13 unter Vermittlung der Führung entlang der Evolv entenschablone die richtige
Evolv entenbahn auf der Profilfläche der Schleifscheibe ausführt. Während dieser
Bewegung erfährt das Abrichtwerkzeug gleichzeitig eine . geradlinige Bewegung in
der Richtung einer Linie gleichzeitigen Eingriffes zweier zusammenarbeitender Schrägzahnräder.
Durch möglichst reichliche Bemessung des Schwenkarmes 86 wird die an und für sich
kurze Bewegung des Abrichtwerkzeuges in Richtung der Eingriffslinie nahezu eine
Gerade, was die Genauigkeit des Abrichtvorganges nicht beeinträchtigt. Die E.volventenschablone
93 wird zweckmäßig einstellbar bz,w. auch auswechselbar an einem Arm ioo
des Blockes ioi befestigt, wobei der Block ioi vereinigt ist mit dem Schaft io2,
welcher zwischen Körnerspitzen in die Schleifmaschine an Stelle des zu schleifenden
Rades eingesetzt wird. Mit dem Werkzeugträger -23 ist der Schneidenstab io5 vereinigt,
welcher sich gegen den an der Maschine in Flucht der Schleifscheibenachse vorgesehenen
Schneidenstab io6 legt. Der Schneidenstab io6 ist schwenkbar bzw. abnehmbar an der
Schleifmaschine anzubringen.
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Eine weitere nach dem Plane Abb. 2 arbeitende Ausführungsform erscheint
in Abb. 14 und t5. Hier ist wiederum der Werkzeugträger 23 an einem Arm 86 befestigt,
der zwischen Körnerspitzen 87 und 88 gelagert ist in einem Halteteil 107.
Letzterer ist um einen Bolzen io8 schwenkbar an der Unterseite eines Rahmens iog
vorgesehen und ragt mit einem Bolzen iio in einen um den Bolzen io8 gelegten Kreisbogenschlitz
i i i des Rahmens iog. Diese Ausbildung ermöglicht eine Verstellung des Werkzeugträgers
23 b:z.w. des Abrichtwerkzeuges in den jeweils erforderlichen Winkel. In den einzeln
eingestellten ' Lagen kann der Werk-r_eughalter festgesetzt werden durch Anziehen
der Mutter i 12 des Bolzens i io. Der Rahmen iog führt sich mit Schienen zog' in
einem Bügel 115, und zwar in der Höhenrichtung auf Grundkreisabstand einstellbar
und feststellbar. Oben am Rahmen iog befinden sich Arme, an welchen Rollen 116 oder
Gleitbolzen sitzen, die sich gegen die Evolventenschablonen 117 anlegen können.
Weiter ist der Rahmen zog durch zwei Zugfedern i 18 mit den Schablonen
117 zusaminengeschlossen, derart, daß die Rollen 116 sich gegen die Schablonen
117 legen und gleichzeitig der Bügel 1 15 sich auf den Schaft
i i9 legt, finit welchem das Gehäuse i2o vereinigt ist.
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Die Koppelung des Werkzeugträgers 23 mit der Schleifscheibenachse
läßt sich wieder wie im vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel durch Schneidenstäbe
io5 und io6 erzielen.
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Die Schablonen sind zweckmäßig mittels Bolzen 121 schwenkbar aufgehängt
und am unteren Teil durch einseitig verdickte Bolzen i;22 in ihre erforderliche
Lage einstellbar. Federn 123 drücken die Schablonen gegen die Bolzen 122.