DE886090C

DE886090C - Maschine zum Schleifen von Zahnraedern mit nur teilweise evolventen-foermigen Zahnprofilen nach dem Abwaelzverfahren

Info

Publication number: DE886090C
Application number: DEG610A
Authority: DE
Inventors: Willi Graf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-01-13
Filing date: 1949-12-16
Publication date: 1953-08-10
Also published as: DE929288C

Description

Maschine zum Schleifen von Zahnrädern mit nur teilweise evolventenförmigen Zahnprofilen nach dem Abwälzverfahren Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Zahnrädern mit nur teilweise evolventenförmigen Zahnprofilen nach dem Abwälzverfahren. Infolge des Zahndruclces erfahren die jeweils im Eingriff befindlichen Zähne eine elastische Deformation, die sich aus Biegung, Abplattung und Schub zusammensetzt. Von jedem neu eingreifenden Zahnpaar würde .deshalb der treibende Zahnfuß .den Kopf des zu treibenden Zahnes mit leichtem Stoß berühren, was stärkere Abnutzung und unruhigen Lauf des Getriebes zur Folge hätte.
Zur Behebung dieses Nachteils sollen nun die im allgemeinen-evolventenförmigen Zahnflanken derart geschliffen werden, daß ihr Profil am Zahnkopf oder Zahnfuß oder beiden ein wenig von der Evolventenform abweicht, entsprechend der erwähnten elastischen Deformation bei Belastung. Die Wälzbewegung der der Erfindung zugrunde liegenden Maschine wird in bekannter Weise durch einen zur Achse des Werkstückes zentrisch angeordneten zylindrischen Rollkörper bewirkt, afi welchem Stahlbänder befestigt sind, deren andere Enden über eine Spannvorrichtung mit einem Rahmen verbunden sind, der auf einem Vorsc'hubschlitten verschiebbar gelagert ist, auf welchem der das Werkstück tragende Wälzschlitten hin und her schwingt. Zur Erzeugung der genannten Profilabweichungen von der gegebenen Evolvente stehen nun die Enden der Stahlbänder des Rollkörpers durch ihre Spannvorrichtung mit einer auf dem Rahmen verschiebbaren Vorrichtung in Verbindung, deren zeitweise Verschiebung mittels übertragungsorgane durch eine Kurvenführung geschieht, welche auf dem Rahmen gelagert ist. Die Bewegung der Kurve erfolgt durch die Antriebsorgane des Wälzschlittens, der den Rollkörper an den gespannten Stahlbändern und damit die Zähne des Werkstückes an den Schleifscheiben abrollen läßt. Dadurch bewegt sich die Kurvenführung bei jeder Lage des Rahmens auf dem Vorschubschlitten synchron mit dem Rollkörper, und deren Kurven sind so angeordnet, daß die zu schleifenden Zahnflanken am Kopf oder Fuß im gewünschten Maße von der Evolvente abweichen.
Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes. Es ist Fig. i eineAnsicht einer Zahnradschleifmaschine, teilweise im Schnitt, Fig.2 eine Ansicht der Wälzorgane der Maschine mit der Vorrichtung zum Erzeugen der Profilabweichungen, Fg. 3 ein Grundriß dieser Vorrichtung mit einer verstellbaren Führungsnut, welche beim Schleifen von Schrägverzahnungen dazu dient, den Rahmen mit den Stahlbändern und der Kurvenführung entsprechend dem Zähnschrägewinkel ß und :der Vorschubbewegung des Vorschubschlittens auf diesem seitlich zu verschieben, Fig. 4 ein Schnitt durch die Kurvenführung und Verstelleinrichtung der Stahlbänder in größerem Maßstab, .
Fig. 5 ein im Teilkreisgebiet evolventenförmiges Zahnprofil mit abgerundetem Kopf und Fuß, Fig. 6 eine Kurvenscheibe zur Erzeugung dieses Zahnprofils.
In Fig. i ist auf dem Maschinenbett i der Stän-.der 2 schwenkbar gelagert, damit beim Schleifen von Schrägverzahnungen die Ebene der Schleifscheibe 3 in die Richtung der Schraubenlinie am Wälzkreis eingestellt werden kann. Ferner sitzt auf dem Bett, verschiebbar in Richtung der Maschinenlängsachse, der Vorschubschlitten 4, auf welchem der Wälzschlitten 5 beim Schleifen senkrecht zur Bewegung des Vorschubschlittens lein und her schwingt. Der Wälzschlitten trägt zwischen Spitzen das Werkstück 6, das gleichachsig über eine hier nicht gezeichnete Teilvorrichtung im Gehäuse 7 mit dem zylindrischen Rollkörper 8 verbunden ist. An dem letzteren sind Stahlbänder 9 befestigt, deren Enden mit Spannhebeln io verschraubt sind, die auf einem Rahmen i i sitzen, der quer verschiebbar auf dem Vorschubschlitten 4 gelagert ist. Diese Verschiebung ist nötig beim Schleifen von Schraubenrädern. Der Vorschubschlitten bewegt sich stets in Richtung der Maschinenlängsachse, also parallel zur Werkstückacbse, welche mit der Schraubenlinie am Wälzkreis den Winkel ß bildet. Auch die Schleifsoheibenebene ist durch Schwenken des Ständers :z auf diesen Winkel eingestellt. Um nun die Zähne des Rades 6 an der Schleifscheibe entlang zu führen, muß das Rad außer dem Vorschub parallel zur Achse noch eine Drehung machen. Diese wird mittels der Wälzorgane 8 bis i i und eine- Führungsnut 12 bewirkt, die auf dem ruhenden Maschinenbett angebracht und um den Schraubenwinkel ß schräg zur Vor-.sdhubrichtung eingestellt ist. In der Nut gleitet ein am Rahmen i i befestigter Mitnehmer 13, der während des Vorschubes des Werkstückes den Rahmen seitlich verschiebt und damit den Rollkörper 8 entsprechend dreht. , Fig.5 zeigt schematisch ein Zahnprofil, dessen mittlere Partie von b bis c Evolventenform aufweist. Bei b beginnt die Abrundung der Kopfpartie, die am Kopfkreis Da den Betrag a-m' erreicht (in der Zeichnung stark vergrößert). Ebenso ist auch der Zahnfuß abgerundet, beginnend bei c bis d' am Grundkreis Da. Diesen Abrundungen entsprechen die Abplattungen a-ai bzw. d-di der Kurvenscheibe 2,8 (Fig.6).
Die Betätigung der Wälz- und Abrundeinrichtungen geschieht in folgender-Weise: Der Vorschubschlitten 4 wird langsam parallel zur Werkstückachse verschoben durch eine Schraubenspindel 14, angetrieben durch einen Motor 15 über ein Schneckengetriebe 16. Ein weiterer Motor 17 dreht über Schneckengetriebe 18 und Riemenantrieb i9 die Kurbelscheibe 2o, welche den Wälzschlitten 5 mit dem Werkstück 6, der Teilvorrichtung 7 und dem Rollkörper 8 auf dem -Vorschubschlitten hin und 'her schwingt. Die Kurbelwelle 21 treibt über Zahnräder 22 und Kegelräder 23 eine Keilwelle 24 an, die über Kegelräder 25 eine Welle 26 dreht. Auf deren äußerem Ende ist eine mit der Welle verkeilte Nabe 27 längs verschiebbar angeordnet, die zwei Kurvenscheiben 28 (Fig. 6) enthält zu dem Zweck, mit der einen Scheibe die linksseitigen und mit der anderen die rechtsseitigen Zahnflanken abzurunden. Während die erstere hierzu mit Abplattungen versehen ist, weist die zweite an .deren Stelle entsprechende Erhöhungen auf. Gegen die Kurvenscheibe wird die Rolle 2,9 eines Hebels 30 gedrückt, der in dem Rahmen i i drehbar ;gelagert ist. Der Drehzapfen 31 enthält an seinem freien Ende einen mittels einer Schraube 32, verstellbaren Mitnehmer 33, der unter dem Druck einer Feder 35 mit einer Büchse 34 in Berührung steht. Diese wird durchsetzt von einer Welle 36, welche an den Enden Platten 34 trägt, gegen die sich die Spannhebel io der Stahlbänder 9 abstützen. Ferner enthält die Welle ein Gewinde mit einer Mutter 38, welche durch eine Feder 37 gegen ein Axiallager der Büchse 34 gepreßt wird. Die Mutter 38 ist als Schneckenrad ausgebildet. Durch Drehen der Schnecke 39 können die Welle 36 und damit die Spannhebel io seitwärts verschoben und somit das Rad 6 ein wenig verdreht werden, um die Zähne gegen die Schleifscheiben zuzustellen. Die Büchse 34 ist auf Kugellagdrn 40 im Rahmen i i gelagert und samt den angeschlossenen Organen seitlich verschiebbar entsprechend den Bewegungen des Mitnehmers 33.
Wirkungsweise: Der Wälzschlitten 5 schwingt, angetrieben durch die Kurbel 2o, auf dem Vorschubschlitten 4 derart, daß auf einen Längsvorschub um den Betrag der Zahnbreite viele Querschwingungen des Wälzschlittens kommen. Dabei rollt der Rollkörper 8 an den gespannten, ruhenden Stahlbändern gab. Sein Durchmesser ist hier gleich dem Grund'kreisdurchmesser Da der Verzahnung (Fig. 5) angenommen. Die Schleifscheiben 3 arbeiten unter einem Eingriffswinkel von o°, und es berührt stets ein und derselbe Punkt bzw. schmale Rand der Scheibenebene die Zahnflanke. Ferner ist angenommen, daß Kopf und Fuß des Zahnprofils abgerundet werden sollen. Damit die Strecke b-c der Flanke genau Evolventenform bat, müssen die Stahlbänder g hier @stillste'hen, abgesehen etwa von der zusätzlichen Bewegung beim Schleifen eines Schraubenrades, erzeugt durch die Führungsnut 12. Deshalb verläuft die Partie c-b der Kurvenscheibe 28 (Fig.6) zylindrisch und zentrisch zur Achse, so daß die Rolle 29 dem Hebel 30 keine Bewegung erteilt. Wenn,der schmale Scheibenrand den Punkt b bzw. den Beginn der Abrundung des Profils erreicht bat, so muß in Fig. 2 für die linke Scheibe 3 das Zahnrad 6 allmählich eine zusätzliche Linksdrehung ausführen. Dementsprechend beginnt in Punkt b der Kurve die Abplattung; der Hebel 30 wird leicht nach links geschwenkt, und unter dem Druck der Feder 35 folgen dieser Schwenkung die Büchse 3.4 und die mit ihr gekuppelten Organe bis zum Zahnrad 6. Bei Punkt a, der Kurve hat der Scheibenrand eben den Kopfkreis ci des Profils fertiggeschliffen. Nun kehrt die Schwingbewegung des Walzschlittens 5 um, während die Drehrichtung der Kurvenscheibe gleichbleibt. Das Profil wird nun in Richtung ä -b-c bearbeitet, wobei die Partie al f-e der Kurve wirksam ist. Der Teil e-d. ergibt die Abrundung 8-d' des Zahnfußes. Für die Abrundung: der rechten Zahnflanken am Kopf und Fuß muß ,das Zahnrad in analoger Weise zusätzlich etwas nach rechts gedreht werden. Dies geschieht durch eine Rechtsschwenkung des Hebels 3o. Die Kurvenscheite erhält deshalb, beginnend in den Punkten b und c bzw. e und f, je eine Erhöhung a-a2, d-d2, wie in Fig. 6 punktiert angegeben.
Beim Schleifen eines Schraubenrades erfährt der Rahmen i i während des Vorschubes des Werkstückesdurch die Führungsnut 12, eine fortwährende Versetzung gegenüber der Werkstückachse. Die Keilwelle 2:4 des am Rahmen befestigten Kurvenscheibenantriebes gleitet dabei im Kegelrad 23. Die Kopf- und Fußabrundung beginnt also, ungeachtet der Versetzung des Rahmens i i, an den gleichen Stellen b und c des Profils.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Maschine "zum Schleifen von Zahnrädern mit nur teilweise evolventenförmigen Zahnprofilen nach dem Abwälzverfahren, mit einem zylindrischen Rollkörper, der an Bändern abrollt, die einerseits am Rollkörper und andererseits an einer Spannvorrichtung befestigt sind, die auf einem Rahmen verstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rahmen (ii) eine Kurvenführung (28) angebracht ist, welche durch die Antriebsvorrichtung der Wälzorgane betätigt wird, und daß diese Kurvenführung durch Übertragungsorgane zeitweise eine zusätzliche Drehung des Rollkörpers (8) und damit des Werkstückes (6) zur Erzielung von Profilabweichungen von der Evolventenform bewirkt.
2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem verstellbaren Träger (27) mindestens zwei Kurven (28) angebracht sind, die nacheinander mit dem übertragungsorgan (2g) in Verbindung gebracht werden können.
3. Maschine nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der übertragungsorgane aus einer Hülse (3q.) besteht, die von einer Welle (36) durchsetzt wird, welche die von der Kurve (28) erteilten: Verschiebungen der Hülse gegenüber dem Rahmen (i i) auf die Bandspannvorrichtung überträgt und die mit einem Schraubengewinde und einer Mutter verseben ist, welche eine zusätzliche Längsverschiebung der Welle in der Büchse zum Zustellen der Zahnflanken gegen die Schleifscheibenermöglichen. 4.. Maschine nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß verstellbare Mittel (32, 33) vorhanden sind, um die Abweichungen der Kurve (28) von der der Evolvente entsprechenden Normalform in beliebiger Größe auf das Werkstück zu übertragen.