EP1372906B1

EP1372906B1 - Method and device for producing gear plates for a continuously variable gearbox

Info

Publication number: EP1372906B1
Application number: EP02737913A
Authority: EP
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP3949583B2; US20050170753A1; CN1500027A; KR100816576B1; DE10116807A1; WO2002081147A3; DE50207564D1; BR0208687A; CZ298796B6; AU2002312789A1; DE10116807B4; JP2004532134A; KR20030093273A; RU2003132074A; RU2284891C2; ES2269710T3; EP1372906A2; WO2002081147A2; BR0208687B1; CN100400231C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 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-Oberfläche. Unter Transmissions-Oberfläche 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-Oberfläche der Getriebescheiben zwischen einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser auf der Transmissions-Oberfläche auf und ab bzw. von innen nach außen bzw. umgekehrt bewegt.The present invention relates to a method, according to the preamble of claim 1, as well as a device, according to the preamble of claim 10 for the production of transmission disks for a continuously variable transmission, such. a belt drive. 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 an example, substantially conical or convex, that is .. curved transmission surface. Under transmission surface here the surface understood, which serves for power transmission. The transmission surface may have a curved or straight shape in the radial direction of the transmission disk. The gear wheels arranged in pairs are adjustable at a distance from one another, with a force transmission element between them, such as e.g. a delicate chain can be deflected. By adjusting the distance between the gear discs stepless adjustability is achieved. Here, the force transmission element moves non-positively along the transmission surface of the respective opposite transmission disks. Thus, during operation of the transmission, the force transmission element is moved up and down or from inside to outside or vice versa along the transmission surface of the transmission disks between an inner diameter and an outer diameter on the transmission surface.

Es besteht hierbei das Problem, dass die Getriebescheiben mit einer solchen Kraft gegen das Krafnbertragungselement 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.There is the problem that the transmission disks must be pressed against the Krafnbertragungselement with such a force that the power transmission element can not slip. Slippage must be effectively avoided. On the other hand, it is desirable to keep the contact pressure of the transmission disks as low as possible in order to avoid unnecessarily high surface pressure in the transmission of power from the transmission disks to the power transmission element. Yet It must not slip between the transmission discs and the power transmission element.

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-Oberfläche aufweisen müssen. Die hohe Festigkeit der Getriebescheibe ist wesentlich für eine möglichst lange Lebensdauer des Getriebes. Unebenheiten und Formabweichungen der Transmissions-Obbrfläche derartiger Getriebescheiben sind zu vermeiden, um einen störungsfreien und möglichst geräuscharmen Betrieb des Getriebes zu gewährleisten.In the production of such transmission disks for continuously variable transmissions, there is also the problem that the transmission disks must have a high-strength and machined in the smallest possible tolerances transmission surface. The high strength of the gear disc is essential for the longest possible life of the transmission. Unevenness and shape deviations of the transmission Obbrfläche such gear disks are to be avoided in order to ensure a trouble-free and quietest possible operation of the transmission.

Schleifmaschinen zum Schleifen von kegelförmigen, kugeligen oder auf andere Weise gewölbten Oberflächen sind an sich bekannt. So behandelt die US-A-4 074 416 eine Maschine zum Drehen, Schleifen und Läppen, bei der eine Werkzeugspindel mit einer rotierenden Schleifscheibe auf unterschiedliche Winkel gegenüber der zu schleifenden Oberfläche eingestellt und zudem in radialer und axialer Richtung gegenüber dem rotierenden Werkstück verfahren werden kann. Dabei wird die zu erzielende Kontur von einer Schablone abgetastet und mittels eines hydraulischen Pantographen auf die Werkzeugspindel übertragen. Mit dieser bekannten Maschine soll ein gewölbter Spiegelkörper für die Zwecke der Optronik hergestellt werden. Ziel des Schleifvorganges ist die größtmögliche Genauigkeit der Kontur sowie eine besonders glatte, spiegelnde optische Oberfläche, was sich auch darin äußert, dass dem Schleifen ein Vorgang des Läppens nachgeschaltet ist.Grinding machines for grinding conical, spherical or otherwise curved surfaces are known per se. Thus, US Pat. No. 4,074,416 deals with a machine for turning, grinding and lapping, in which a tool spindle with a rotating grinding wheel can be set to different angles with respect to the surface to be ground and can also be moved in the radial and axial direction with respect to the rotating workpiece , The contour to be achieved is scanned by a template and transferred to the tool spindle by means of a hydraulic pantograph. With this known machine, a curved mirror body for the purposes of Optronik is to be produced. The aim of the grinding process is the greatest possible accuracy of the contour and a particularly smooth, reflective optical surface, which also manifests itself in that the grinding is followed by a process of lapping.

Die RO 107 309 B zeigt eine Zusatzvorrichtung zum Außen- und Innenrundschleifen von Kugelflächen als Zusatz zu Universal-Rundschleifinaschinen. Dabei wird auf dem Schleiftisch eine Sockelplatte angebracht, die um eine lotrechte Achse schwenkbar ist. Die Sockelplatte kann mittels eines Hydraulikzylinders um diese lotrechte Achse verschwenkt werden. Ein Werkstückspindelkopf ist über einen Kreuzschlitten auf der Sockelplatte angebracht. Er nimmt das zu schleifende Werkstück auf und treibt es zur Rotation an. Dem rotierenden Werkstück gegenüber steht in der üblichen Weise der Schleifspindelstock mit der rotierenden Schleifscheibe. Den üblichen Möglichkeiten einer Universal-Rundschleifmaschine zur gegenseitigen Bewegung von Werkstück und Schleifscheibe werden somit durch die Zusatzvorrichtung weitere Verstell- und Bewegungsmöglichkeiten hinzugefügt: Das Werkstück kann beim Schleifen um die erwähnte lotrechte Achse gegenüber der Schleifscheibe in einer waagerechten Ebene verschwenkt werden, und außerdem ist über den Kreuzschlitten der Abstand des Werkstückspindelkopfes von der lotrechten Achse in zwei zueinander senkrechten Achsen einstellbar. Schleifscheibe und Werkstück können dadurch entlang einer schrägen Geradführung oder einer Kreisbahn im Schleifeingriff aneinander entlang bewegt werden. Mit dieser bekannten Maschine soll eine einfache Konstruktion erreicht und ein Innenschleifen ermöglicht werden.The RO 107 309 B shows an additional device for external and internal cylindrical grinding of spherical surfaces as an addition to universal cylindrical grinding machines. In this case, a base plate is mounted on the grinding table, which is pivotable about a vertical axis. The base plate can be pivoted about this vertical axis by means of a hydraulic cylinder. A workpiece spindle head is mounted on the base plate via a cross slide. He picks up the workpiece to be ground and drives it to rotate. Opposite the rotating workpiece is in the usual way the wheelhead with the rotating grinding wheel. The usual possibilities of a universal cylindrical grinding machine for mutual movement of workpiece and grinding wheel thus additional adjustment and movement possibilities are added by the additional device: The workpiece can be pivoted when grinding around the aforementioned vertical axis relative to the grinding wheel in a horizontal plane, and also is about the cross slide the distance of the workpiece spindle head from the vertical axis in two mutually perpendicular axes adjustable. The grinding wheel and workpiece can thereby be moved along an oblique straight guide or a circular path in the looping engagement along each other. With this known machine, a simple construction is to be achieved and an internal grinding is made possible.

Demgegenüber ist es 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.In contrast, it is the object of the present invention to provide a method and apparatus for the production of transmission disks for a continuously variable transmission, with which the power transmission properties between the transmission disks and a power transmission element are improved, increases the life and in particular safely prevents slippage of the power transmission element becomes.

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.This object is achieved by a manufacturing method having the features according to claim 1 or by a device having the features according to claim 10. Advantageous embodiments and further developments of the invention are the subject of the respective subclaims.

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Getriebescheiben nach der Erfindung wird beim Schleifen der kegelförmigen oder balligen Transmissions-Oberfläche in Bezug zur Werkstückspindel eine radiale, relative Pendelbewegung zwischen der Schleifscheibe und der Getriebescheibe ausgeführt, so daß der Schleifbereich der Schleifscheibe auf der Transmissions-Oberfläche zwischen einem Innen- und einem Außenradius der Oberfläche wandert Hierdurch kann das Schleifbild der Transmissions-Oberfläche gezielt verändert werden. Statt des beim Rundschleifen üblichen, im wesentlichen kreisförmigen Schleifbildes wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kreuzschliff erzeugt. 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 Kraftübeitragungselement 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.In the method of manufacturing transmission disks according to the invention, when grinding the conical or spherical transmission surface with respect to the workpiece spindle, a radial, relative oscillating movement is effected between the grinding wheel and the transmission disk, so that the grinding area of the grinding wheel on the transmission surface between a Inner and outer radius of the surface migrates This makes it possible to change the sanding pattern of the transmission surface in a targeted manner. Instead of the usual circular grinding, essentially circular grinding pattern is produced by the method according to the invention a cross-grinding. With cross-cut here is meant a sanding image, in which sanding marks somehow intersect. In this way, the targeted Surface roughness of the transmission surface of the transmission disks are adjusted, whereby optimal conditions for avoiding slippage are created by a Kraftubeitragungselement in the operation of the transmission. The surface can be produced in the required narrow dimensional tolerances and has the necessary strength. As with the targeted adjustment of the surface roughness of the gear slices, the slip behavior significantly improved or slippage is largely avoided, the contact pressure of the transmission discs can be further reduced, resulting in a reduction of the surface pressure and thus the friction in the power transmission and thus an increase the efficiency of the transmission results. A continuously variable transmission with transmission disks according to the invention thus ultimately also leads to a reduction of the fuel consumption of an internal combustion engine in comparison to conventionally produced transmissions.

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.A cross-cut produced in this way offers the following advantages: The bearing components on the surface of the gear disks are higher, because it is a similar "cross-grinding" as honed surfaces.

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 völlkommen abgekühlt hat.When Schrägeinstichschleifen creates a Peripherieschliff that must be dressed exactly in the geometric negative mold, so that any form error of the dressing is imaged on the workpiece. By the pendulum motion form errors of the dressing are "warped" so that they are no longer imaged on the workpiece. In addition, cross grinding offers advantages in terms of power transmission at the power transmission point. The pendulum grinding also results in a lower thermal stress on the workpiece during grinding, since the workpiece has cooled completely again until the renewed engagement of the grinding wheel at the same grinding point.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehzahl der Werkstückspindel auf die Pendelbewegung abgestimmt. Hierdurch kann ein gleichmäßiges Schleifbild auf der Transmissions-Oberfläche 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-Oberfläche 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 Schlupfgrenzen arbeitet.According to an advantageous embodiment of the invention, the speed of the workpiece spindle is adjusted to the pendulum motion. As a result, a uniform grinding pattern on the transmission surface can be generated in all areas. Also, the surface roughness can be selectively increased or reduced in this way. According to a related advantageous aspect of the invention the speed of the workpiece spindle is changed depending on the radial grinding position of the grinding wheel on the transmission surface. In this way, a uniform grinding pattern can be produced on all regions of the transmission surface, for example by increasing or decreasing workpiece spindle speed, in particular by achieving identical grinding conditions at all grinding locations, in order to produce the same surface roughness on all circumferential regions of the transmission disk. It is thereby avoided that operates at different positions on the transmission plate, the power transmission element with different slip limits.

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 AuBenumfangs 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.According to a further advantageous embodiment of the invention, the speed of the oscillating movement is changed depending on the radial position of the grinding wheel on the transmission surface. By reducing the speed of the pendulum motion in the direction of the outer circumference, a non-uniform grinding pattern is avoided depending on the respective peripheral area. The relative pendulum motion can be accomplished by either reciprocating the grinding wheel or gearbox.

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-Oberflächen erzeugt werden kann. Die Position des Schwenkpunktes bestimmt sich nach dem Radius der balligen Form.According to a further advantageous embodiment of the invention, two workpiece spindles are provided, which are arranged to each other so that a pendulum movement over the transmission surfaces of two gear wheels can be performed so that two gear wheels are ground in one clamping with only one grinding wheel. The two workpiece spindles are in this case adjusted so that the transmission surfaces of the two gear wheels are arranged adjacent, wherein the conical or convex transmission surfaces are each in a plane. The machining of two gear disks in one clamping in accordance with the method according to the invention thus enables a reduction of the production times. The cycle times can be approximately halved. It goes without saying that the respective workpiece spindle speeds are adapted to the extended pendulum path. According to a related aspect of the invention, the two workpiece spindles are pivotable about a common pivot point so as to produce a spherical shell shape of the transmission surfaces can be. The position of the pivot point is determined by the radius of the spherical shape.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Getriebescheiben mit einer Transmissionsoberfläche für ein stufenlos verstellbares Getriebe ist im Anspruch 10 angegeben und dient zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Schleifscheibe, die zum Schleifen des Werkstückes über eine Schleifspindel angetrieben ist, mit Drehantrieb und Einspannen der Werkstücke mittels Werkstückspindel, wobei die Mittelachse der Schleifspindel in ihrem Winkel relativ zur Mittelachse der Werkstückspindel horizontal verstellbar ist und der Schleifbereich zwischen Schleifscheibe und Werkstück unter diesem Winkel entlang wandern kann.The device according to the invention for the production of gear wheels with a transmission surface for a continuously variable transmission is specified in claim 10 and serves for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6. The device according to the invention is based on a device with a grinding wheel for grinding the workpiece is driven by a grinding spindle, with rotary drive and clamping the workpieces by means of workpiece spindle, wherein the central axis of the grinding spindle is horizontally adjustable in its angle relative to the central axis of the workpiece spindle and the grinding area between the grinding wheel and workpiece can move along this angle.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zunächst zur Lösung der oben angegebenen, auch dem Verfahren zugrundeliegenden Aufgabe. Darüber hinaus soll sie es ermöglichen, das erfindungsgemäße Verfahren auf eine besonders wirtschaftliche Weise durchzuführen, die auch für die Großserienfertigung geeignet ist.The device according to the invention initially serves to solve the above-stated problem, which is also the subject of the method. In addition, it should make it possible to carry out the inventive method in a particularly economical manner, which is also suitable for mass production.

Das gelingt nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 dadurch, dass zur Aufnahme von je einer Getriebescheibe zwei Werkstückspindeln vorgesehen sind, welche in ihrer Ausrichtung und im Abstand in Bezug auf einen Schwenkwinkel α zueinander verstellbar angeordnet sind, so dass eine in Bezug auf die Werkstückspindelachse radiale und wiederholte relative Pendelbewegung zwischen Schleifscheibe und Tranmissions-Oberflächen von beiden Getriebescheiben in einer Aufspannung mit einer Schleifscheibe ausgeführt werden kann. Durch die Pendelbewegung ist es mit des erfindungsgemäßen Vorrichtung 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.This succeeds according to the characterizing part of claim 10 in that two workpiece spindles are provided for receiving a respective gear disc, which are arranged adjustable in their orientation and at a distance with respect to a pivot angle α, so that a radial with respect to the workpiece spindle axis and repeated relative reciprocation between the grinding wheel and transmission surfaces of both gear disks can be performed in one clamping with a grinding wheel. By means of the pendulum movement it is possible with the device according to the invention, instead of a uniformly uniform radial grinding pattern usual during cylindrical grinding, to produce a desired surface grinding pattern, e.g. to create a cross-cut, a spiral outward or another desired sanding pattern. As a result, transmission disks with a desired and predefined surface roughness can be produced with the device. The relative pendulum movement can be realized preferably either by a reciprocating grinding wheel or a correspondingly movable gear disc.

Vor allem aber sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die zwei Werkstückspindeln derart angeordnet, dass die Transmissions-Oberflächen der beiden Getriebescheiben benachbart angeordnet sind. Die kugelförmigen oder balligen Transmissions-Oberflächen bilden dann eine gemeinsame Schleiffläche, die von der Schleifscheibe überstrichen werden kann. Das führt zu der schon erwähnten erheblichen Reduzierung der Herstellungszeiten.But above all, in the device according to the invention, the two workpiece spindles are arranged such that the transmission surfaces of the two gear disks are arranged adjacent. The spherical or spherical transmission surfaces then form a common grinding surface that can be swept by the grinding wheel. This leads to the already mentioned significant reduction of production times.

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.According to an advantageous embodiment of the invention, a grinding spindle slide is provided which is obliquely adjustable with respect to the workpiece spindle. The grinding spindle slide allows a precise and fast reciprocation of the grinding wheel over the transmission surface to be ground. Due to the adjustability in the bevel with respect to the workpiece spindle, different conical shapes of gear disks can be produced.

Zur Durchführung des Verfahrens 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. Dabei 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-Oberfläche kann so jeweils anwendungsbezogen, d.h. im Hinblick auf ihre Schlupf- und Reibungseigenschaften im Betrieb eines Getriebes, optimiert werden.To carry out the method, the device has a control device with which the relative pendulum motion can be selectively controlled. In this way, the pendulum motion can be selectively changed so that a predefined surface roughness of the transmission surface of the transmission disks can be adjusted to the device. In this case, the speed of the workpiece spindle and the speed of the pendulum motion can be varied on the control device. To this Way can be made with the device a variety of surface roughness. The machining of the transmission surface can thus be optimized for each application, ie in terms of their slip and friction properties in the operation of a transmission.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Werkstückspindeln um einen gemeinsamen Schwenkpunkt schwenkbar zum Herstellen einer "balligen" Mantelform der Transmissions-Oberfläche beider Getriebescheiben. Der Schwenkpunkt bestimmt sich hierbei nach dem erwünschten oder geforderten Krümmungsradius. Die Schwenkbewegung dient dann auch gleichzeitig zum Erzeugen der relativen Pendelbewegung.According to a further advantageous embodiment of the invention, the workpiece spindles are pivotable about a common pivot point for producing a "crowned" shell shape of the transmission surface of both transmission disks. The pivot point is determined by the desired or required radius of curvature. The pivoting movement then also serves to generate the relative pendulum motion.

Durch die Verstellbarkeit der Werkstückspindeln im Abstand zueinander können im Ubrigen auch verschieden große Getriebescheiben mit einer gezielt beeinflußten Oberflächenrauhigkeit hergestellt werden. Zudem ist hierdurch der Kegelwinkel einstellbar.By the adjustability of the workpiece spindles at a distance from one another, differently sized gear disks with a specifically influenced surface roughness can also be produced. In addition, thereby the cone angle is adjustable.

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.According to a further advantageous embodiment of the invention, the device is part of a CNC machining center. In this way, the transmission disks can be further processed in one clamping. A conversion between different, the grinding preceding or subsequent processing steps is not required.

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 einer Schleifvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung;
Figur 2: eine schematische Draufsicht eines 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.

The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:

FIG. 1: a schematic plan view of a first embodiment of a grinding device for carrying out the method according to the invention;
FIG. 2: a schematic plan view of an embodiment of a grinding apparatus according to the invention with two workpiece spindles;
FIG. 3: a schematic plan view of an alternative embodiment to that of Figure 1; and
FIG. 4: a schematic plan view of an alternative embodiment to that of Figure 2.

In der Figur 1 ist vereinfacht eine Draufsicht einer Schleifvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 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 des weiteren 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-Oberfläche 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.1 shows a simplified plan view of a grinding device for carrying out the method according to the invention. As a workpiece 1, a gear disc with a conical surface 2 is clamped to a workpiece spindle 3. The gear disc 1 has a conical transmission surface 2, that is, it is curved in one direction only. However, it goes without saying that the gear disc 1 may also have a curved shape in two directions. A grinding wheel 4 is provided on a grinding spindle 5 for grinding the conical transmission surface 2 of the transmission disk 1. The grinding wheel 4 and the grinding spindle 5 are provided on a grinding spindle slide 6 so that the grinding wheel 4 during the grinding of the surface 2 can perform a pendulum motion. For this purpose, further a control device 7 is provided, via which the rotational speed of the workpiece spindle 3 and the oscillating movement of the grinding wheel 4 can be controlled. The grinding wheel 4 oscillates during grinding of the transmission surface 2 of the gear disc 1 between an outer radius 2.2 and an inner radius 2.1 back and forth so that the grinding marks on the surface 2 intersect. In this way, on the surface 2 a cross-cut can be generated. The device can thus specifically influence the surface roughness of the transmission surface 2 of the gear disc 1. With 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 are adjustable. Other setting parameters are the same as in conventional grinding machines, such as the delivery of the grinding wheel 4 in the direction of the surface 2 in the XY plane.

Die Figur 2 stellt schematisch ein 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 Schleifspindel 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.FIG. 2 schematically illustrates an exemplary embodiment of the grinding device according to the invention, in which, in contrast to the exemplary embodiment described above, two workpiece spindles 3, 3 'are provided. In this way, with the device, a grinding of two gear disks 1,1 'in one clamping with a single grinding wheel 4 is possible. For this purpose, the two workpiece spindles 3, 3 'according to the conical shape of the transmission surface 2, 2' of the transmission disks 1, 1 'aligned with each other so that the generatrices one half of the conical surface 2, 2' lie in a plane. The grinding spindle 5 is arranged on a grinding spindle slide 6, which allows a pendulum movement of the inner radius 2.1 of the surface 2 of a gear disc 1 to the inner radius 2.1 of the other gear disc 1 '. As a result, the manufacturing times for the grinding of the transmission surface of transmission disks can be reduced.

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.FIG. 3 schematically illustrates an alternative embodiment of the grinding apparatus of FIG. 1. Instead of a movable grinding spindle slide 6, here the pendulum movement during grinding of the transmission surface 2 is determined by a pivotable, i. reciprocating workpiece spindle 10 executed. This creates a radius shape, i. spherical shape of the transmission surface 2, which has a targeted surface roughness because of the cross-cut produced. The position of the pivot point 8 determines the radius of curvature of the convex lateral surface and is preferably adjustable.

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 α für eine Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Formen von Getriebescheiben.In FIG. 4, analogously to FIG. 3, an alternative embodiment of the grinding machine from FIG. 2 with two workpiece spindles is shown schematically. The two workpiece spindles 10, 10 'are pivotally arranged about a common pivot point 9 so that the pendulum movement on the workpiece spindles 10, 10' is executable, while the grinding wheel 4 is delivered in the Y direction. The pivot point 9 is adjustable, as well as the pivot angle α for an adaptation of the device to different forms of transmission discs.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1,1'1,1 ': Getriebescheibe (Werkstück)Gear disc (workpiece)
2, 2'2, 2 ': Trmsmissions-OberflächeTrmsmissions surface
2.12.1: Innenradius der Transmissions-OberflächeInner radius of the transmission surface
2.22.2: Außenradius der Transmissions-OberflächeOuter radius of the transmission surface
3, 3'3, 3 ': WerkstückspindelWorkpiece spindle
44: Schleifscheibegrinding wheel
55: Schleifspindelgrinding spindle
66: SchleifspindelschlittenGrinding spindle slide
77: Steuereinrichtungcontrol device
8, 98, 9: Schwenkpunktepivot points
10, 10'10, 10 ': schwenkbare Werkstückspindelswiveling workpiece spindle
αα: Schwenkwinkelswivel angle

Claims

A method of manufacturing transmission disks (1) for a continuously variable transmission, in which at least one pair of transmission disks (1) is arranged with their transmission surfaces (2) facing each other, which are in frictional contact with a force transmission element in the operation of the transmission, on an apparatus having at least one workpiece headstock (3) and a grinding wheel (4) which is driven by a grinding spindle (5) for grinding the transmission surface (2) of at least one transmission disk (1), characterized in that in grinding the transmission surface (2) a repetitive oscillating motion, radial with respect to the workpiece headstock (3), is executed between the grinding wheel (4) and the transmission disk (1) so that the grinding area of the grinding wheel reciprocates between an inner radius (2.1) and an outer radius (2.2) of the transmission surface (2), wherein the transmission disk (1) is rotated by means of the workpiece headstock (3) in such a way that the whole transmission surface (2) is ground, and wherein the motions of the grinding wheel (4) and transmission disk (1) are adapted to each other so that by creating a cross-grinding pattern the surface roughness of the transmission surface (2) can be adjusted to a desired degree.
The method according to claim 1, characterized in that the speed of rotation of the workpiece headstock (3) is adjusted to the relative oscillating motion.
The method according to claim 2, characterized in that the speed of rotation of the workpiece headstock (3) is varied as a function of the radial grinding position of the grinding wheel (4) on the transmission surface (2).
The method according to claim 1, characterized in that the velocity of the oscillating motion is varied as a function of the radial position of the grinding wheel (4) on the transmission surface (2) of the transmission disk (1).
The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmission disk (1) executes an oscillating motion.
The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the grinding wheel (4) executes an oscillating motion.
The method according to any one of the preceding claims, characterized in that two workpiece headstocks (3, 3') are provided, and in that in the process of grinding the transmission surfaces (2, 2') of two transmission disks (1, 1') a relative oscillating motion is executed for grinding two transmission disks (1, 1') in one go.
The method according to claim 7, characterized in that the workpiece headstocks (3, 3') are pivotable about a common pivot point to create dome-shaped transmission surfaces (2, 2').
The method according to claim 7, characterized in that for creating a conical shape of the transmission surfaces (2, 2') the grinding wheel executes an oscillating motion.
An apparatus for manufacturing transmission disks (1) with a transmission surface (2) for a continuously variable transmission for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6, with a grinding wheel (4) which is driven by a grinding spindle (5) for grinding, with a rotary drive and clamping the workpieces by means of a workpiece headstock, wherein the centre axis of the grinding spindle (5) is horizontally adjustable in its angle with respect to the centre axis of the workpiece headstock (3), and the grinding area can be displaced between the grinding wheel and the workpiece while observing said angle, characterized in that two workpiece headstocks (3, 3') are provided for mounting one transmission disk (1) each, which are configured to be adjustable with respect to each other in terms of alignment and distance with respect to a pivot angle (α) so that a repetitive relative oscillating motion, radial with respect to the workpiece headstock axis, between the grinding wheel (4) and the transmission surfaces (2, 2') of the two transmission disks (1, 1') can be executed with one grinding wheel (4) in one go.
The apparatus according to claim 10, characterized in that a grinding spindle carriage (6) is provided and the grinding wheel (4) is arranged in a reciprocating configuration.
The apparatus according to claim 10, characterized in that the transmission disks (1, 1') are arranged in a reciprocating configuration.
The apparatus according to claim 10, characterized in that the workpiece headstocks (3, 3') are pivotable about a common pivot point (9) to create dome-shaped transmission surfaces (2, 2') of the two transmission disks (1, 1').
The apparatus according to any one of claims 10 to 13, characterized in that it is part of a CNC processing centre.