EP1372906A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben eines stufenlos verstellbaren Getriebes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben eines stufenlos verstellbaren Getriebes

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EP1372906A2
EP1372906A2 EP02737913A EP02737913A EP1372906A2 EP 1372906 A2 EP1372906 A2 EP 1372906A2 EP 02737913 A EP02737913 A EP 02737913A EP 02737913 A EP02737913 A EP 02737913A EP 1372906 A2 EP1372906 A2 EP 1372906A2
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EP
European Patent Office
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transmission
grinding
gear
spindle
workpiece
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EP02737913A
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EP1372906B1 (de
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Erwin Junker
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Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
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Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
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    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/14—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding conical surfaces, e.g. of centres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/16—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding peculiarly surfaces, e.g. bulged
    • B24B5/162—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding peculiarly surfaces, e.g. bulged controlled by a template

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for producing gear disks for a continuously variable transmission, such as e.g. a belt transmission.
  • Such continuously variable transmissions are also referred to as CVT transmissions (Continuously Variable Transmission) and have at least one pair of transmission disks, each with, for example, an essentially conical or spherical, i.e. curved transmission surface.
  • the transmission surface is understood here to mean the surface that is used for power transmission.
  • the transmission surface can have a curved or straight shape in the radial direction of the transmission disc.
  • the gear disks arranged in pairs to one another are adjustable at a distance from one another, with a force transmission element, e.g. a delicate chain can be redirected.
  • the stepless adjustability is achieved by adjusting the distance between the gear discs.
  • the force transmission element travels non-positively along the transmission surface of the respective opposite transmission disks.
  • the power transmission element is thus moved during operation of the transmission along the transmission surface of the transmission discs between an inner diameter and an outer diameter on the transmission surface up and down or from the inside to the outside or vice versa.
  • a radial, relative pendulum movement between the grinding wheel and the gear wheel is carried out in relation to the workpiece spindle when grinding the conical or spherical transmission surface, so that the grinding area of the grinding wheel on the transmission surface between one Inner and outer radius of the surface migrates.
  • This allows the grinding pattern of the transmission surface to be changed in a targeted manner.
  • the method according to the invention can be used, for example, to produce a cross grinding.
  • Cross sanding here means a grinding pattern in which grinding marks somehow cross.
  • the Surface roughness of the transmission surface of the transmission disks can be set, thereby creating optimal conditions for avoiding slipping through of a power transmission element during operation of the transmission.
  • the surface can be manufactured in the required narrow dimensional tolerances and has the necessary strength.
  • the contact pressure of the gear discs can be further reduced, which results in a reduction in the surface pressure and thus in the friction during power transmission and thus an increase the efficiency of the transmission results.
  • a continuously variable transmission with transmission disks produced according to the invention thus ultimately also leads to a reduction in the fuel consumption of an internal combustion engine compared to conventionally manufactured transmissions.
  • a cross-cut produced in this way offers the following advantages: The load-bearing components on the surface of the gear discs are higher, since the cross-cut is similar to that of honed surfaces.
  • the speed of the workpiece spindle is matched to the pendulum movement. This enables a uniform sanding pattern to be created on the transmission surface in all areas.
  • the surface roughness can also be specifically increased or reduced in this way.
  • the speed of the workpiece spindle is changed depending on the radial grinding position of the grinding wheel on the transmission surface.
  • a uniform grinding pattern can be generated on all areas of the transmission surface, for example by increasing or decreasing workpiece spindle speed, in particular by achieving the same grinding conditions at all grinding locations, in order to produce the same surface roughness on all peripheral areas of the gear wheel. It is hereby avoided that the "power transmission element with different slip limits works at different positions on the transmission disc.
  • the speed of the pendulum movement is changed as a function of the radial position of the grinding wheel on the transmission surface.
  • a decreasing speed of the pendulum movement in the direction of the outer circumference avoids a non-uniform grinding pattern depending on the respective circumferential area.
  • the relative pendulum motion can be accomplished either by reciprocating the grinding wheel or the gear wheel.
  • two workpiece spindles are provided, which are arranged with respect to one another in such a way that a pendulum movement can be carried out over the transmission surfaces of two gear wheels, so that two gear wheels are ground in one setting with only one grinding wheel.
  • the two workpiece spindles are set in such a way that the transmission surfaces of the two transmission disks are arranged adjacent to one another, the conical or spherical transmission surfaces each lying in one plane.
  • the machining of two gear disks in one clamping according to the method according to the invention thus enables a reduction in the manufacturing times.
  • the cycle times can be cut in half. It goes without saying that the respective workpiece spindle speeds are adapted to the extended pendulum travel.
  • the two workpiece spindles can be pivoted about a common pivot point in such a way that a spherical jacket shape of the transmission surfaces is produced can be.
  • the position of the pivot point is determined by the radius of the spherical shape.
  • the inventive device for the production of gear disks for a continuously variable transmission has at least one workpiece spindle and one grinding spindle according to claim 10, wherein the grinding spindle and the gear discs are arranged such that relative to the workpiece spindle axis in a radial direction relative pendulum movement between the grinding wheel and the gear wheel can be carried out along the transmission surface during grinding.
  • the device can be used to influence the grinding pattern of the transmission surface in a targeted manner. Due to the pendulum movement, it is possible, instead of a uniform radial grinding pattern that is otherwise customary for cylindrical grinding, a desired grinding pattern on the surface, e.g. to create a cross-cut, a spiraling outward or another desired grinding pattern. As a result, gear disks with a desired and predefined surface roughness can be produced with the device.
  • the relative pendulum movement can preferably be realized either by a reciprocating grinding wheel or a correspondingly movable gear wheel.
  • a grinding spindle slide which can be adjusted obliquely with respect to the workpiece spindle.
  • the grinding spindle slide allows the grinding wheel to be moved back and forth precisely and quickly over the transmission surface to be ground. Due to the adjustability in the incline in relation to the workpiece spindle, different cone shapes of gear discs can be produced.
  • the device has a control device with which the relative pendulum movement can be controlled in a targeted manner.
  • the pendulum movement can be changed in such a way that a predefined surface roughness of the transmission surface of the gear discs on the device can be set.
  • the speed of the workpiece spindle and the speed of the pendulum movement can be varied on the control device.
  • a wide variety of surface roughness can be produced with the device. The processing of the transmission surface can thus be optimized for each application, ie with regard to its slip and friction properties in the operation of a transmission.
  • the workpiece spindle can be pivoted about a pivot point in order to produce a "spherical" shell shape for the transmission surface.
  • the pivot point is determined according to the desired or required radius of curvature.
  • the pivoting movement then also serves to generate the relative pendulum movement.
  • the device has two workpiece spindles which are arranged so as to be adjustable in their alignment and at a distance from one another.
  • the device thus enables the simultaneous grinding of two gear disks at the same time and the execution of the pendulum movement according to the invention during grinding. The manufacturing times can be reduced in this way.
  • the workpiece spindle can be adjusted at a distance from one another, it is also possible to produce gear disks of different sizes with a specifically influenced surface roughness.
  • the cone angle is adjustable.
  • the two workpiece spindles can be pivoted about a common pivot point, which enables the production of spherical or curved outer surfaces of the transmission surfaces.
  • the device is part of a CNC machining center.
  • the gear discs can be processed further in one setup. This means that it is not necessary to change between different machining steps that preceded or followed the grinding.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic plan view of a second embodiment of a
  • Figure 3 is a schematic plan view of an alternative embodiment to that of Figure 1;
  • FIG. 4 shows a schematic top view of an alternative exemplary embodiment to that from FIG. 2.
  • a gear disk with a conical surface 2 is clamped on a workpiece spindle 3 as workpiece 1.
  • the gear disc 1 has a conical transmission surface 2, ie it is curved in one direction only. However, it goes without saying that the gear disc 1 can also have a shape curved in two directions.
  • a grinding wheel 4 is provided on a grinding spindle 5 for grinding the conical transmission surface 2 of the gear wheel 1.
  • the grinding wheel 4 and the grinding spindle 5 are provided on a grinding spindle slide 6 in such a way that the grinding wheel 4 can perform an oscillating movement during the grinding of the surface 2.
  • a control device 7 is also provided, by means of which the speed of the workpiece spindle 3 and the oscillating movement of the grinding wheel 4 can be controlled.
  • the grinding wheel 4 oscillates during the grinding of the transmission surface 2 of the gear wheel 1 between an outer radius 2.2 and an inner radius 2.1 so that the grinding tracks intersect on the surface 2. In this way, a cross-cut can be produced on the surface 2.
  • the device can thus be used to specifically influence the surface roughness of the transmission surface 2 of the gear disk 1.
  • the control device 7 in particular the speed of the workpiece spindle 3, the speed and direction of the oscillating movement of the grinding wheel 4 can be adjusted.
  • Other setting parameters are the same as in conventional grinding machines, such as the feed of the grinding wheel 4 in the direction of the surface 2 in the XY plane.
  • FIG. 2 shows schematically a second embodiment of the grinding device according to the invention, in which, in contrast to the previously described embodiment, two workpiece spindles 3, 3 'are provided.
  • the grinding spindle 5 is arranged on a grinding spindle slide 6, which allows an oscillating movement from the inner radius 2.1 of the surface 2 of the one gear disc 1 to the inner radius 2.1 of the other gear disc 1 '. This can reduce the manufacturing times for grinding the transmission surface of transmission disks.
  • Figure 3 shows schematically an alternative embodiment of the grinding device from Figure 1.
  • a pivotable i.e. workpiece spindle 10 which can be pivoted back and forth.
  • This creates a radius shape, i.e. spherical shape of the transmission surface 2, which has a targeted surface roughness due to the cross-cut produced.
  • the position of the pivot point 8 determines the radius of curvature of the spherical surface and is preferably adjustable.
  • FIG. 4 an alternative embodiment of the grinding machine from FIG. 2 with two workpiece spindles is shown schematically analogous to FIG.
  • the two workpiece spindles 10, 10 ' are arranged so that they can pivot about a common pivot point 9 such that the pendulum movement can be carried out via the workpiece spindles 10, 10' while the grinding wheel 4 is being fed in the Y direction.
  • the pivot point 9 is adjustable, as is the pivot angle for adapting the device to different shapes of gear disks. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Pulleys (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Getriebescheiben für ein stufenlos verstellbares Getriebe, bei welchem zumindest ein Paar der Getriebescheiben mit ihren Transmissions-Oberflächen gegenüberliegend angeordnet ist, welche im Betrieb des Getriebes mit einem Kraftübertragungselement kraftschlüssig in Kontakt sind, auf einer Vorrichtung mit mindestens einer Werkstückspindel und mit einer Schleifscheibe, welche zum Schleifen der Transmissions-Oberfläche zumindest einer Getriebescheibe über eine Schleifspindel angetrieben wird. Beim Schleifen der Transmissions-Oberfläche wird eine wiederholte, bezüglich der Werkstückspindel radiale relative Pendelbewegung zwischen der Schleifscheibe und der Getriebescheibe ausgeführt, so dass der Schleifbereich der Schleifscheibe zwischen einem Innenradius und einem Aussenradius der Transmissions-Oberfläche hin- und herwandert, wobei die Getriebescheibe so mittels der Werkstückspindel rotiert, dass die gesamte Transmissionsoberfläche geschliffen wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben eines stufenlos verstellbaren Getriebes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben für ein stufenlos verstellbares Getriebe, wie z.B. ein Umschlingungsgetriebe. Derartige stufenlos verstellbare Getriebe werden auch als CVT-Getriebe (Continiously Variable Transmission) bezeichnet und weisen zumindest ein Paar Getriebescheiben auf mit jeweils einer beispielsweise im wesentlichen kegelförmigen oder balligen, d.h. gekrümmten Transmissions-Oberflache. Unter Transmissions-Oberflache wird hier die Oberfläche verstanden, welche zur Kraftübertragung dient. Die Transmissions- Oberfläche kann eine in radialer Richtung der Getriebescheibe gekrümmte oder gerade Form aufweisen. Die paarweise zueinander angeordneten Getriebescheiben sind im Abstand zueinander verstellbar, wobei zwischen ihnen ein Kraftübertragungselement, wie z.B. eine feingliedrige Kette umgelenkt werden kann. Durch eine Verstellung des Abstandes zwischen den Getriebescheiben wird die stufenlose Verstellbarkeit erreicht. Hierbei wandert das Kraftübertragungselement kraftschlüssig entlang der Transmissions-Oberfläche der jeweils gegenüberliegenden Getriebescheiben. Das Kraftübertragungselement wird also im Betrieb des Getriebes entlang der Transmissions-Oberflache der Getriebescheiben zwischen einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser auf der Transmissions-Oberfläche auf und ab bzw. von innen nach außen bzw. umgekehrt bewegt.
Es besteht hierbei das Problem, dass die Getriebescheiben mit einer solchen Kraft gegen das Kraftübertragungselement angedrückt werden müssen, daß das Kraftübertragungselement nicht durchrutschen kann. Ein Schlupf muß effektiv vermieden werden. Andererseits ist es erwünscht, die Anpreßkraft der Getriebescheiben möglichst gering zu halten, um unnötig hohe Flächenpressung bei der Kraftübertragung von den Getriebescheiben auf das Kraftübertragungselement zu vermeiden. Dennoch darf es zwischen den Getriebescheiben und dem Kraftübertragungselement nicht zum Schlupf kommen.
Bei der Herstellung derartiger Getriebescheiben für stufenlos verstellbare Getriebe besteht außerdem das Problem, daß die Getriebescheiben eine hochfeste und in möglichst geringen Toleranzen gearbeitete Transmissions-Oberflache aufweisen müssen. Die hohe Festigkeit der Getriebescheibe ist wesentlich für eine möglichst lange Lebensdauer des Getriebes. Unebenheiten und Formabweichungen der Transmissions- Oberfläche derartiger Getriebescheiben sind zu vermeiden, um einen störungsfreien und möglichst geräuscharmen Betrieb des Getriebes zu gewährleisten.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben für ein stufenlos verstellbares Getriebe bereitzustellen, mit welchem die Kraftübertragungseigenschaften zwischen den Getriebescheiben und einem Kraftübertragungselement verbessert werden, die Lebensdauer erhöht und insbesondere ein Durchrutschen des Kraftübertragungselementes sicher vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Getriebescheiben nach der Erfindung wird beim Schleifen der kegelförmigen oder balligen Transmissions-Oberflache in Bezug zur Werkstückspindel eine radiale, relative Pendelbewegung zwischen der Schleifscheibe und der Getriebescheibe ausgeführt, so daß der Schleifbereich der Schleifscheibe auf der Transmissions-Oberflache zwischen einem Innen- und einem Außenradius der Oberfläche wandert. Hierdurch kann das Schleifbild der Transmissions-Oberflache gezielt verändert werden. Statt des beim Rundschleifen üblichen, im wesentlichen kreisförmigen Schleifbildes kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise ein Kreuzschliff erzeugt werden. Mit Kreuzschliff ist hier ein Schleifbild gemeint, bei dem sich Schleifriefen irgendwie kreuzen. Auf diese Weise kann gezielt die Oberflächenrauhigkeit der Transmissions-Oberfläche der Getriebescheiben eingestellt werden, wodurch optimale Bedingungen zum Vermeiden eines Durchrutschens von einem Kraftübertragungselement im Betrieb des Getriebes geschaffen werden. Die Oberfläche ist in den erforderlichen engen Maßtoleranzen herstellbar und weist die notwendige Festigkeit auf. Da mit der gezielten Einstellung der Oberflächenrauhigkeit der Getriebescheiben das Schlupfverhalten deutlich verbessert bzw. ein Schlupf in starkem Maße vermieden wird, kann die Anpreßkraft der Getriebescheiben weiter reduziert werden, was in einer Reduzierung der Flächenpressung und damit auch der Reibung bei der Kraftübertragung und damit einer Erhöhung des Wirkungsgrades des Getriebes resultiert. Ein stufenlos verstellbares Getriebe mit erfindungsgemäß hergestellten Getriebescheiben führt somit letztendlich auch zu einer Reduzierung des Treibstoffverbrauchs eines Verbrennungsmotors im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Getrieben.
Ein auf diese Weise erzeugter Kreuzschliff bietet folgende Vorteile: Die Traganteile auf der Oberfläche der Getriebescheiben sind höher, da es sich um einen ähnlichen "Kreuzschliff" wie bei gehonten Oberflächen handelt.
Beim Schrägeinstichschleifen entsteht ein Peripherieschliff, der exakt in der geometrischen Negativform abgerichtet sein muß, so daß jeglicher Formfehler des Abrichtens auf dem Werkstück abgebildet wird. Durch die Pendelbewegung werden Formfehler des Abrichtens "verzogen", so daß sie nicht mehr auf dem Werkstück abgebildet werden. Außerdem bietet der Kreuzschliff in Bezug auf die Kraftübertragung an der Kraftübertragungsstelle Vorteile. Durch das Pendelschleifen ergibt sich zudem eine geringere thermische Belastung des Werkstückes beim Schleifen, da das Werkstück sich bis zum erneuten Eingriff der Schleifscheibe an der gleichen Schleifstelle wieder vollkommen abgekühlt hat.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehzahl der Werkstückspindel auf die Pendelbewegung abgestimmt. Hierdurch kann ein gleichmäßiges Schleifbild auf der Transmissions-Oberflache in allen Bereichen erzeugt werden. Auch kann auf diese Weise die Oberflächenrauhigkeit gezielt erhöht oder verringert werden. Nach einem diesbezüglichen vorteilhaften Aspekt der Erfindung wird die Drehzahl der Werkstückspindel in Abhängigkeit von der radialen Schleifposition der Schleifscheibe auf der Transmissions-Oberfläche verändert. Hierdurch kann ein gleichmäßiges Schleifbild auf allen Bereichen der Transmissions- Oberflache erzeugt werden, beispielsweise durch zunehmende oder abnehmende Werkstückspindeldrehzahl, insbesondere durch Erzielen gleicher Schleifbedingungen an allen Schleiforten, um die gleiche Oberflächenrauhigkeit auf allen Umfangsbereichen der Getriebescheibe zu erzeugen. Es wird hierdurch vermieden, daß an unterschiedlichen Positionen auf der Getriebescheibe das "Kraftübertragungselement mit verschiedenen Schlupf grenzen arbeitet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Geschwindigkeit der Pendelbewegung in Abhängigkeit von der radialen Position der Schleifscheibe auf der Transmissions-Oberfläche verändert. Durch eine in Richtung des Außenumfangs abnehmende Geschwindigkeit der Pendelbewegung wird ein je nach dem jeweiligen Umfangsbereich ungleichmäßiges Schleifbild vermieden. Die relative Pendelbewegung kann entweder durch ein Hin- und Herbewegen der Schleifscheibe oder der Getriebescheibe ausgeführt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Werkstückspindeln vorgesehen, welche so zueinander angeordnet sind, daß eine Pendelbewegung über die Transmissions-Oberflächen von zwei Getriebescheiben ausgeführt werden kann, so daß zwei Getriebescheiben in einer Aufspannung mit nur einer Schleifscheibe geschliffen werden. Die beiden Werkstückspindeln sind hierbei so eingestellt, daß die Transmissions-Oberflächen der beiden Getriebescheiben benachbart angeordnet sind, wobei die kegelförmigen oder balligen Transmissions-Oberflächen jeweils in einer Ebene liegen. Die Bearbeitung von zwei Getriebescheiben in einer Aufspannung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht so eine Reduzierung der Herstellungszeiten. Die Taktzeiten können annähernd halbiert werden. Es versteht sich hierbei von selbst, daß die jeweiligen Werkstückspindeldrehzahlen auf den verlängerten Pendelweg angepaßt sind. Nach einem diesbezüglichen Aspekt der Erfindung sind die beiden Werkstückspindeln um einen gemeinsamen Schwenkpunkt so schwenkbar, daß eine ballige Mantelform der Transmissions-Oberflachen erzeugt werden kann. Die Position des Schwenkpunktes bestimmt sich nach dem Radius der balligen Form.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben für ein stufenlos verstellbares Getriebe weist gemäß Anspruch 10 mindestens eine Werkstückspindel und eine Schleifspindel auf, wobei die Schleifspindel und die Getriebescheiben so angeordnet sind, daß in Bezug auf die Werkstückspindelachse in eine radiale Richtung relative Pendelbewegung zwischen der Schleifscheibe und der Getriebescheibe entlang der Transmissions-Oberfläche während des Schleifens ausführbar ist. Hierdurch kann mit der Vorrichtung gezielt auf das Schleifbild der Transmissions-Oberflache Einfluß genommen werden. Durch die Pendelbewegung ist es möglich, statt eines beim Rundschleifen sonst üblichen gleichförmig radialen Schleifbildes, ein gewünschtes Schleifbild auf der Oberfläche, z.B. einen Kreuzschliff, ein spiralförmig nach außen verlaufendes oder ein anderes gewünschtes Schleifbild zu erzeugen. Hierdurch können mit der Vorrichtung Getriebescheiben mit einer gewünschten und vordefinierten Oberflächenrauhigkeit hergestellt werden. Die relative Pendelbewegung kann vorzugsweise entweder durch eine hin- und herbewegbare Schleifscheibe oder eine entsprechend bewegbare Getriebescheibe realisiert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schleifspindel-Schlitten vorgesehen, der in Bezug auf die Werkstückspindel schräg verstellbar ist. Der Schleifspindel-Schlitten erlaubt ein präzises und schnelles Hin- und Herbewegen der Schleifscheibe über die zu schleifende Transmissions-Oberfläche. Durch die Verstellbarkeit in der Schräge in Bezug zu der Werkstückspindel können unterschiedliche Kegelformen von Getriebescheiben hergestellt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, mit welcher die relative Pendelbewegung gezielt steuerbar ist. Hierdurch kann die Pendelbewegung gezielt so verändert werden, daß eine vordefinierte Oberflächenrauhigkeit der Transmissions-Oberfläche der Getriebescheiben an der Vorrichtung eingestellt werden kann. Nach einem diesbezüglichen Aspekt der Erfindung sind an der Steuereinrichtung die Drehzahl der Werkstückspindel und die Geschwindigkeit der Pendelbewegung variierbar. Auf diese Weise können mit der Vorrichtung verschiedenste Oberflächenrauhigkeiten hergestellt werden. Die Bearbeitung von der Transmissions-Oberflache kann so jeweils anwendungsbezogen, d.h. im Hinblick auf ihre Schlupf- und Reibungseigenschaften im Betrieb eines Getriebes, optimiert werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Werkstückspindel um einen Schwenkpunkt schwenkbar zum Herstellen einer "balligen" Mantelform der Transmissions-Oberfläche. Der Schwenkpunkt bestimmt sich hierbei nach dem erwünschten oder geforderten Krümmungsradius. Die Schwenkbewegung dient dann auch gleichzeitig zum Erzeugen der relativen Pendelbewegung.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung zwei Werkstückspindeln auf, welche in ihrer Ausrichtung und im Abstand zueinander verstellbar angeordnet sind. Die Vorrichtung ermöglicht so die simultane Schleifbearbeitung von gleichzeitig zwei Getriebescheiben sowie die Ausführung der erfindungsgemäßen Pendelbewegung beim Schleifen. Die Herstellungszeiten können auf diese Weise reduziert werden. Durch die Verstellbarkeit der Werkstückspindel im Abstand zueinander können auch verschieden große Getriebescheiben mit einer gezielt beeinflußten Oberflächenrauhigkeit hergestellt werden. Zudem ist hierdurch der Kegelwinkel einstellbar. Nach einem diesbezüglichen Aspekt der Erfindung sind die beiden Werkstückspindeln um einen gemeinsamen Schwenkpunkt schwenkbar, dies ermöglicht die Herstellung von balligen oder gekrümmten Mantelflächen der Transmissions-Oberflächen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung Teil eines CNC-Bearbeitungszentrums. Auf diese Weise können die Getriebescheiben in einer Aufspannung weiter verarbeitet werden. Eine Umrüstung zwischen verschiedenen, dem Schleifen vorangegangenen oder nachfolgenden Bearbeitungsschritten ist so nicht erforderlich.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung detailliert beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine schematische Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels der
Schleifvorrichtung nach der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer
Schleifvorrichtung nach der Erfindung mit zwei Werkstückspindeln;
Figur 3 eine schematische Draufsicht eines alternativen Ausführungsbeispiels zu dem aus Figur 1; und
Figur 4 eine schematische Draufsicht eines alternativen Ausführungsbeispiels zu dem aus Figur 2.
In der Figur 1 ist vereinfacht eine Draufsicht einer Schleif Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Als Werkstück 1 ist eine Getriebescheibe mit einer kegelförmigen Oberfläche 2 an einer Werkstückspindel 3 eingespannt. Die Getriebescheibe 1 weist eine kegelförmige Transmissions-Oberfläche 2 auf, d.h. sie ist nur in einer Richtung gekrümmt. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die Getriebescheibe 1 auch eine in zwei Richtungen gekrümmte Form aufweisen kann. Eine Schleifscheibe 4 ist an einer Schleifspindel 5 zum Schleifen der kegelförmigen Transmissions-Oberfläche 2 der Getriebescheibe 1 vorgesehen. Die Schleifscheibe 4 und die Schleifspindel 5 sind auf einem Schleifspindelschlitten 6 so vorgesehen, daß die Schleifscheibe 4 während des Schleifens der Oberfläche 2 eine Pendelbewegung ausführen kann. Hierzu ist desweiteren eine Steuereinrichtung 7 vorgesehen, über welche die Drehzahl der Werkstückspindel 3 sowie die Pendelbewegung der Schleifscheibe 4 steuerbar ist. Die Schleifscheibe 4 pendelt während der Schleifbearbeitung der Transmissions-Oberfläche 2 der Getriebescheibe 1 zwischen einem Außenradius 2.2 und einem Innenradius 2.1 so hin und her, daß die Schleifspuren auf der Oberfläche 2 sich kreuzen. Auf diese Weise kann auf der Oberfläche 2 ein Kreuzschliff erzeugt werden. Mit der Vorrichtung kann also gezielt die Oberflächenrauhigkeit der Transmissions-Oberflache 2 der Getriebescheibe 1 beeinflußt werden. Mit der Steuereinrichtung 7 sind insbesondere die Drehzahl der Werkstückspindel 3, die Geschwindigkeit und Richtung der Pendelbewegung der Schleifscheibe 4 einstellbar. Weitere Einstellparameter sind dieselben wie bei konventionellen Schleifmaschinen, wie z.B. die Zustellung der Schleifscheibe 4 in Richtung auf die Oberfläche 2 in der X-Y-Ebene.
Die Figur 2 stellt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung dar, bei welchem im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Werkstückspindeln 3, 3' vorgesehen sind. Auf diese Weise ist mit der Vorrichtung ein Schleifen von zwei Getriebescheiben 1, 1' in einer Aufspannung mit einer einzigen Schleifscheibe 4 möglich. Hierzu sind die beiden Werkstückspindeln 3, 3' entsprechend der Kegelform der Transmissions-Oberfläche 2, 2' der Getriebescheiben 1, 1' so zueinander ausgerichtet, daß die Mantellinien je einer Hälfte der kegelförmigen Oberfläche 2, 2' in einer Ebene liegen. Die Schleif Spindel 5 ist auf einem Schleifspindelschlitten 6 angeordnet, welcher eine Pendelbewegung von dem Innenradius 2.1 der Oberfläche 2 der einen Getriebescheibe 1 bis zu dem Innenradius 2.1 der anderen Getriebescheibe 1' erlaubt. Hierdurch lassen sich die Herstellungszeiten für die Schleifbearbeitung der Transmissions-Oberfläche von Getriebescheiben reduzieren.
Figur 3 stellt schematisch eine alternative Ausführungsform der Schleifvorrichtung aus Figur 1 dar. Anstatt eines beweglichen Schleifspindelschlittens 6 wird hier die Pendelbewegung beim Schleifen der Transmissions-Oberfläche 2 durch eine verschwenkbare, d.h. hin- und herschwenkbare Werkstückspindel 10 ausgeführt. Hierdurch entsteht eine Radiusform, d.h. ballige Form der Transmissions-Oberfläche 2, welche eine gezielte Oberflächenrauhigkeit wegen des erzeugten Kreuzschliffs aufweist. Die Position des Schwenkpunktes 8 bestimmt den Krümmungsradius der balligen Mantelfläche und ist vorzugsweise verstellbar.
In Figur 4 ist analog zu Figur 3 eine alternative Ausführungsform der Schleifmaschine aus Figur 2 mit zwei Werkstückspindeln schematisch dargestellt. Die beiden Werkstückspindeln 10, 10' sind um einen gemeinsamen Schwenkpunkt 9 schwenkbar so angeordnet, daß die Pendelbewegung über die Werkstückspindeln 10, 10' ausführbar ist, während die Schleifscheibe 4 in Y-Richtung zugestellt wird. Der Schwenkpunkt 9 ist verstellbar, ebenso wie der Schwenkwinkel für eine Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Formen von Getriebescheiben. Bezugszeichenliste:
1, 1' Getriebescheibe (Werkstück)
2, 2' Transmissions-Oberfläche
2.1 Innenradius der Transmissions-Oberfläche
2.2 Außenradius der Transmissions-Oberfläche 3, 3' Werkstückspindel
4 Schleifscheibe
5 Schleifspindel
6 Schleifspindelschlitten
7 Steuereinrichtung 8, 9 Schwenkpunkte
10, 10' schwenkbare Werkstückspindel α Schwenkwinkel

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Getriebescheiben (1) für ein stufenlos verstellbares Getriebe, bei welchem zumindest ein Paar der Getriebescheiben (1) mit ihren Transmissions-Oberflächen (2) gegenüberliegend angeordnet ist, welche im Betrieb des Getriebes mit einem Kraftübertragungselement kraftschlüssig in Kontakt sind, auf einer Vorrichtung mit mindestens einer Werkstückspindel (3) und mit einer Schleifscheibe (4), welche zum Schleifen der Transmissions-Oberfläche (2) zumindest einer Getriebescheibe (1) über eine Schleifspindel (5) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schleifen der Transmissions-Oberfläche (2) eine wiederholte, bezüglich der Werkstückspindel (3) radiale relative Pendelbewegung zwischen der Schleifscheibe (4) und der Getriebescheibe (1) ausgeführt wird, so dass der Schleifbereich der Schleifscheibe zwischen einem Innenradius (2.1) und einem Außenradius (2.2) der Transmissions-Oberfläche (2) hin- und herwandert, wobei die Getriebescheibe (1) so mittels der Werkstückspindel (3) rotiert, dass die gesamte Transmissionsoberfläche (2) geschliffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Schleifscheibe (4) und der Getriebescheibe (1) so aufeinander abgestimmt werden, dass ein Kreuzschliff auf der Transmissions-Oberfläche (2) mit vorbestimmter Oberflächenrauhigkeit erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Werkstückspindel (3) auf die relative Pendelbewegung abgestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Werkstückspindel (3) in Abhängigkeit von der radialen Schleifposition der Schleifscheibe (4) auf der Transmissions-Oberfläche (2) verändert wird.
5. Nerfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Pendelbewegung in Abhängigkeit von der radialen Position der Schleifscheibe (4) auf der Transmissions-Oberfläche (2) der Getriebescheibe (1) verändert wird.
6. Nerfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebescheibe (1) eine Pendelbewegung ausführt.
7. Nerfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (4) eine Pendelbewegung ausführt.
8. Nerfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Werkstückspindeln (3, 3') vorgesehen sind und dass beim Schleifen der Transmissions-Oberflachen (2, 2') von zwei Getriebescheiben (1, 1') eine relative Pendelbewegung ausgeführt wird zum Schleifen von zwei Getriebescheiben (1, 1') in einer Aufspannung.
9. Nerfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindeln (3, 3') um einen gemeinsamen Schwenkpunkt schwenken zum Herstellen einer balligen Mantelform der Transmissions-Oberflächen (2, 2').
10. Nerfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer kegeligen Mantelform der Transmissions-Oberflächen (2, 2') die Schleifscheibe eine Pendelbewegung ausführt.
11. Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben (1) für ein stufenlos verstellbares Getriebe, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest ein Paar der Getriebescheiben (1) im Betrieb des Getriebes mit ihren Transmissions-Oberflächen (2) mit einem Kraftübertragungselement kraftschlüssig in Kontakt sind, mit mindestens einer Werkstückspindel (3) und mit einer Schleifscheibe (4), welche zum Schleifen der Transmissions-Oberfläche (2) zumindest einer Getriebescheibe (1) über eine Schleifspindel (5) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass beim Schleifen der Transmissions-Oberfläche (2) eine in Bezug auf die Werkstückspindelachse radiale und wiederholte relative Pendelbewegung zwischen der Schleifscheibe (4) und der Getriebescheibe (1) ausführbar ist, wobei die Getriebescheibe (1) mittels der Werkstückspindel (3) um ihre Drehachse drehbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (4) hin- und herbewegbar angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebescheibe (1) hin- und herbewegbar angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schleifspindel- Schlitten (6) vorgesehen ist, wobei die Mittelachse der Schleifspindel (5) in ihrem Winkel zur Mittelachse der Werkstückspindel (3) horizontal verstellbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (3) um einen Schwenkpunkt (8) schwenkbar ist zum Herstellen einer balligen Mantelform der Transmissions-Oberfläche (2).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (7) vorgesehen ist, mit welcher die relative Pendelbewegung gezielt steuerbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Werkstückspindel (3) und die Geschwindigkeit der Pendelbewegung mit der Steuereinrichtung (7) variierbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme von je einer Getriebescheibe (1) zwei Werkstückspindeln (3, 3') vorgesehen sind, welche in ihrer Ausrichtung und im Abstand in Bezug auf einen Schwenkwinkel α zueinander verstellbar angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindeln (3, 3') um einen gemeinsamen Schwenkpunkt schwenkbar sind zum Herstellen einer balligen Mantelform der Transmissions-Oberflächen (2, 2').
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie Teil eines CNC-Bearbeitungszentrums ist.
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