WO2002043919A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zahnriemenformen - Google Patents

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Peter Bäumler
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Baeumler Peter
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing toothed belt molds.
  • Timing belt shapes are usually tubular steel rollers, which are straight-toothed on their circumference and as the inner core in the production of timing belts, e.g. made of Perbunan rubber or plastic.
  • the heated toothed belt material is pressed into the toothing of the toothed belt shape.
  • the toothing of the toothed belt forms thus forms the matrix of the toothed belt toothing.
  • toothed belt shapes by milling from cylindrical blanks.
  • the requirements for the exactness of the tooth geometry of timing belts have increased enormously. So the tooth surface should be as smooth as possible, i.e. if possible, do not have any images of the milling grooves in the toothed belt shapes.
  • milling toothed belt molds it is therefore usually necessary to re-treat the surface of the toothed belt mold.
  • This object is achieved in a method in which a die of the desired toothed belt toothing or the desired toothed wheel toothing is worked into the essentially cylindrical circumference of a workpiece by means of a cutting tool, in that at least one rotating grinding wheel with a profiled profile is used as the cutting tool scope is used, the circumferential profile corresponding to the profile of a complete tooth groove of the desired toothed belt shape.
  • the matrix for the toothed belt is therefore not milled, but is created by grinding with specially profiled grinding wheels with a grinding movement parallel to the longitudinal center axis of the workpiece. In this way, a quality of the surface of the finished workpiece can be achieved, which eliminates the need for post-treatment.
  • the tooth groove is understood to mean the complete area from the head of one tooth to the head of the adjacent tooth. The grinding of two adjacent tooth grooves thus leads to the generation of a complete tooth of the toothed belt shape, i.e. H. the outer diameter of the toothed belt shape is also ground.
  • the shrinkage of the toothed belt material during cooling in the manufacturing process must be taken into account.
  • profiled grinding wheels also allows to easily create the finest substructures in the tooth profile, e.g. B. a wavy sub-profile in the area of the tooth flanks. For this, e.g. B. channels parallel to the toothed belt axis are introduced into the profile. Timing belts with such sub-profiles are disclosed in DE 199 08 672 C1.
  • the method according to the invention can also be carried out in such a way that the peripheral profile of the grinding wheel is produced and / or dressed using a CNC-controlled dressing pin.
  • the dressing process is necessary due to the gradual wear of the grinding wheel.
  • the CNC control makes it possible to incorporate and dress almost any high-precision profiles in the circumference of the grinding wheel and thus to be able to produce varying tooth geometries in a relatively simple manner.
  • the method according to the invention can also be carried out in such a way that the circumferential profile is produced and / or dressed on a profile dressing element with a profiled dressing area.
  • the method according to the invention can also be carried out in such a way that the dressing of the rotating grinding wheel and the subsequent grinding of the workpiece takes place in a single straight-line translatory movement of the grinding wheel relative to the workpiece.
  • This can be achieved by suitable positioning of the profile dressing element.
  • the profile profile of the dressing area of the dressing element specifies the cutting profile exactly for each grinding operation, i.e. the dressing area must lie exactly in line with the desired cutting profile.
  • the workpiece is rotated through an angle corresponding to the pitch circle division of the tooth geometry.
  • the grinding wheel is guided over the dressing area of the dressing element for further dressing and in continuation of a straight-line translational movement for the next grinding process to the workpiece. Based on the assumption that the dressing area has not been significantly worn, the grinding wheel is always at the correct relative height relative to the workpiece after dressing. Any wear and tear on the dressing area can be compensated for by manual or automated adjustment.
  • the relative movement between the grinding wheel and the workpiece can be achieved by moving the grinding wheel in relation to a machine frame or by moving a tool holder.
  • a device comprising a workpiece holder, rotating means with which at least one essentially cylindrical workpiece clamped in the workpiece holder can be rotated in a controlled manner by a predetermined angle about its longitudinal center axis, and a cutting tool which can be moved relative to the workpiece holder is thereby achieved.
  • the at least one tool is a grinding wheel
  • dressing means are provided for dressing a specific circumferential profile of the at least one grinding wheel, the circumferential profile of the The grinding wheel can be dressed in such a way that it corresponds to the profile of a complete tooth groove of the desired toothed belt toothing.
  • the device according to the invention can also be designed such that the dressing means comprise at least one dressing pin having a hard body on its tip facing the grinding wheel circumference, the hard body being movable relative to the associated grinding wheel both in the axial direction and in the radial direction with respect to the grinding wheel and by means of a programmable control unit is controllable.
  • the dressing pin moves with its hard body, e.g. a diamond along the circumference of the rotating grinding wheel.
  • its hard body e.g. a diamond along the circumference of the rotating grinding wheel.
  • the at least one dressing pin can additionally be pivoted about a dressing pivot axis which is perpendicular to the axial and radial direction and extends through the hard body.
  • the dressing swivel axis provides an additional variation option for the desired profile shapes.
  • the hard body has an arcuate cross-section, at least in the area provided for machining the workpiece. The dressing swivel axis then runs perpendicular to this cross section through the center point of the hard body relative to the circular arc radius.
  • the device according to the invention can also be designed such that the dressing means comprise at least one profile dressing element with a profiled dressing area, the profile of the dressing area being the counter profile of at least part of the desired circumferential profile of the at least one grinding wheel.
  • This variant has the advantage that a complex CNC control is not required for the movement of the dressing means.
  • a profile dressing element is particularly useful when variations in the profile shape are not required.
  • the profile dressing element is a hard dressing body, for example made of diamond, with an edge-like dressing area.
  • the device according to the invention can also be designed such that the profile dressing element is a rotatable dressing roller with a rotationally symmetrical dressing area.
  • the grinding wheel is sufficiently stable to be able to achieve good removal with a high surface quality on the workpiece.
  • the grinding wheel material must still be so soft that the means used for dressing do not wear out.
  • the device according to the invention can also be designed in such a way that the at least one profile dressing element is positioned and adjustable relative to the workpiece holder in such a way that the projection of the profile of the dressing area on one end of the tool looks at the profile of the cross section of the tool in the direction of the longitudinal central axis of the at least one clamped tool corresponds to a desired cutting process.
  • Fig. 4 another grinding device with fixed profile diamonds
  • Fig. 5 a section of a profile diamond.
  • Fig. 1 shows a grinding device with a machine frame 1, on which a horizontally movable grinding table 2 is attached.
  • the grinding table 2 carries a workpiece holder 3, in which the cylindrical blank 4 for a toothed belt shape is clamped between a dividing device 16 and a counter bearing 17.
  • the blank 4 can be rotated in a controlled manner about a horizontal axis of rotation 7 by means of a turntable 5 via a rotary driver 5.
  • the axis of rotation 7 in the blank 4 simultaneously forms the longitudinal center axis of the blank 4.
  • the workpiece holder 3 comprises a high-precision direct measuring system, not shown separately here, which allows an exact adjustment of the angle of rotation.
  • a grinding wheel 9 is rotatably fixed to a grinding wheel holder 8.
  • the grinding wheel holder 8 can be moved in a highly precise manner in the vertical direction.
  • the counter profile of the toothed belt toothing has to be worked into the circumference of the blank 4, the toothing being rectilinear and constant in the direction of the longitudinal central axis of the blank 4.
  • the circumference now forms the die for the toothed belt toothing.
  • the grinding wheel 9 has a profile 10 on its circumference, which is visible in an enlarged view in FIG. 2.
  • the circumferential profile 10 corresponds to the grinding wheel 9 the desired profile of a tooth groove of the toothed belt shape.
  • the blank 4 is moved by means of the grinding table 2 with the grinding wheel 9 lowered so that the grinding wheel 9 cuts into the blank 4 the die for a complete tooth of the toothed belt over the entire length of the blank 4.
  • the blank 4 is then rotated by a predetermined angle ⁇ and the next tooth matrix is generated. With each grinding process, the outer diameter of the blank 4 is also ground, so that the entire lateral surface is ground in a finished toothed belt shape.
  • the peripheral profile 10 of the grinding wheel 9 is newly dressed with a dressing pin 11 before each grinding process. This is done with the help of a CNC controlled process.
  • the dressing pin 11 can be moved axially as well as in the radial direction with respect to the axis of rotation of the grinding wheel.
  • the dressing pin 11 also has a dressing pivot axis 12 which extends substantially perpendicular to the axial and radial direction and through the center of a round diamond 13 at the tip of the dressing pin 11. Equipped with such degrees of freedom, almost any profile can be entered into the circumference of the grinding wheel 9 with the dressing pin 11.
  • Accuracies of up to +/- 0.01 mm can be achieved.
  • it can make sense to provide a variable feed speed of the dressing pin 11, so that e.g. in areas with small radii in circumferential profile 10, the feed rate is lower.
  • a virtual diamond radius can be specified for the CNC control. In this way e.g. a constant deviation from the ideal line in the profile course can be easily corrected without having to change the entire CNC programming.
  • the grinding wheel is constantly cleaned with the aid of a pair of spray nozzles 14 (FIG. 1) which reaches both flanks of the peripheral profile 10 with sufficient uniformity.
  • a further pair of spray nozzles 15 is used, which cleans the grinding wheel 9 at high pressure and thus prevents its clogging.
  • the pair of nozzles 15 is arranged in the immediate vicinity of the grinding slips 9.
  • Fig. 4 shows an alternative structure of a grinding device. Corresponding parts in different figures are provided with the same reference numbers.
  • the blank 4a is shorter in FIG. 4 than in FIG. 1.
  • the tool holder 3 has the same distance in its sub-assemblies 16 and 17 as in FIG. 1.
  • a length adapter 18 provided with struts 20 is provided. With the aid of one or more length adapters 18, even with different lengths of blanks 4a, it is possible to avoid adjusting the sub-assemblies 16 and 17 of the workpiece holder 3 in order to maintain a high exactness in the distance, which has been achieved with great effort.
  • a profile diamond 19 is arranged, which is used for dressing the grinding wheel 9 and is shown enlarged in Fig.5.
  • the profile diamond 19 has a dressing edge 21, the profile of which corresponds to the profile of the desired tooth groove of the toothed belt shape.
  • the profile diamond 19 is aligned in such a way that, by a further movement of the grinding table 2, the grinding wheel 9 reaches the workpiece 4a in the correct working position without a vertical change in position and produces the die for a complete tooth of the toothed belt including the tooth base in a single grinding process.
  • the grinding wheel holder 8 is raised and the grinding table 2 is moved back to the starting position.
  • the grinding wheel holder 8 is lowered again, but because of the wear given during the grinding process, it is a small distance further than before the previous pass. In this way, the circumference of the grinding wheel 9 is newly dressed before each grinding.
  • the position of the profile diamond 19 can be changed in the vertical direction so that any wear and tear can be compensated for or an adaptation to different workpiece diameters is possible.
  • Machine frame 2. Grinding table 3. Workpiece holder

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zahnriemenformen vorgestellt. Anstelle einer Fräse wird eine auf ihrem Umfang profilierte Schleifscheibe (9) eingesetzt, um in den Umfang eines walzenförmigen Rohlings (4) die Matrize einer gewünschten Zahnriemenverzahnung einzuarbeiten. Das Umfangsprofil der Schleifscheibe (9) wird mit Hilfe eines diamantbesetzten, CNC-gesteuerten Abrichtstiftes (11) oder alternativ mit einem Profildiamanten (19) abgerichtet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zahnriemenformen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zahnriemenformen.
Zahnriemenformen sind in der Regel Stahlrohrwalzen, die auf ihrem Mantelumfang geradlinig verzahnt sind und als Innenkern bei der Herstellung von Zahnriemen, z.B. aus Perbunangummi oder Kunststoff, benötigt werden. Das erhitzte Zahnriemenmaterial wird in die Verzahnung der Zahnriemenform gedrückt. Die Verzahnung der Zahnriemenformen bildet somit die Matrize der Zahnriemenverzahnung.
Es ist bekannt, Zahnriemenformen durch Fräsen aus zylinderförmigen Rohlingen her- zustellen. Die Anforderungen an die Exaktheit der Zahngeometrien von Zahnriemen ist enorm gestiegen. So soll die Zahnoberfläche möglichst glatt sein, d.h. nach Möglichkeit keine Abbildungen von in den Zahnriemenformen vorhandenen Fräsriefen aufweisen. Beim Fräsen von Zahnriemenformen ist es daher in der Regel erforderlich, die Oberfläche der Zahnriemenform nachzubehandeln.
Zudem hat die Vielfalt an Zahngeometrien zugenommen, die den Ansprüchen an hoher Leistungsfähigkeit und Laufruhe genügen sollen.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der neben einer hohen geometrischen Präzision eine hohe Oberflächenqualität der Zahnriemenform ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren, bei dem mittels eines spangebenden Werkzeugs in den vor der Bearbeitung im Wesentlichen zylinderförmigen Umfang eines Werkstücks eine Matrize der gewünschten Zahnriemenverzahnung oder die gewünschte Zahnradverzahnung eingearbeitet wird, dadurch gelöst, dass als spangebendes Werkzeug mindestens eine rotierende Schleifscheibe mit einem profilierten Umfang eingesetzt wird, wobei das Umfangsprofil dem Profil einer vollständigen Zahnnut der gewünschten Zahnriemenform entspricht.
Somit wird die Matrize für die Zahnriemen nicht gefräst sondern durch Schleifen mit speziell profilierten Schleifscheiben mit einer Schleifbewegung parallel zur Längsmittelachse des Werkstückes erzeugt. Hierdurch kann eine Qualität der Oberfläche des fertigen Werkstückes erreicht werden, die eine Nachbehandlung erübrigt. Als Zahnnut wird der vollständige Bereich vom Kopf eines Zahnes zum Kopf des benachbarten Zahnes verstanden. Das Schleifen zweier benachbarter Zahnnuten führt somit dazu, dass ein vollständiger Zahn der Zahnriemenform erzeugt wird, d. h. auch der Außendurchmesser der Zahnriemenform wird geschliffen. Für die Geometrie der Zahnnut der Zahnriemenform muss die Schrumpfung des Zahnriemenmaterials während der Erkaltung beim Herstellungsprozess berücksichtigt werden.
Die Verwendung profilierter Schleifscheiben erlaubt zudem, auf einfache Weise feinste Unterstrukturen im Zahnprofil zu erzeugen, z. B. ein wellenförmiges Unterprofil im Bereich der Zahnflanken. Hierfür können z. B. parallel zur Zahnriemenformachse verlaufende Kanäle in das Profil eingebracht werden. Zahnriemen mit derartigen Unterprofilen sind in der DE 199 08 672 C1 offenbart.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass das Umfangsprofil der Schleifscheibe mittels eines CNC-gesteuerten Abrichtstiftes hergestellt und/oder abgerichtet wird. Der Abrichtvorgang ist aufgrund der allmählichen Abnutzung der Schleifscheibe erforderlich. Die CNC-Steuerung ermöglicht es, nahezu beliebige und hochgenaue Profile in den Umfang der Schleifscheibe einzuarbeiten und abzurichten und somit auf relativ einfache Weise variierende Verzahnungsgeometrien erzeugen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass das Um- fangsprofil an einem Profilabrichtelement mit einem profilierten Abrichterbereich hergestellt und/oder abgerichtet wird. Hierbei erübrigt sich eine CNC-Steuerung für das Abrichten, da der profilierte Abrichterbereich ein festes Profil vorgibt. Dies kann insbeson- dere dann vorteilhaft sein, wenn hohe Stückzahlen mit identischen Verzahnungsgeometrien herzustellen sind.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so ausgeführt werden, dass das Abrichten der rotierenden Schleifscheibe und das anschließende Schleifen des Werkstückes in einer einzigen geradlinigen translatorischen Bewegung der Schleifscheibe relativ zum Werkstück erfolgt. Dies kann durch geeignete Positionierung des Profilabrichtelements erreicht werden. Ist eine hochpräzise Positionierung und Justage des Profilabrichtelements relativ zum Werkstück erfolgt, gibt der Verlauf des Profils des Abrichterbereichs des Abrichtelements den Schnittverlauf exakt für jeden Schleifvorgang vor, d.h. der Abrichterbereich muss genau in der Flucht des gewünschten Schnittverlaufs liegen. Nachdem die Geometrie einer Zahnnut in das Werkstück geschliffen wurde, wird das Werkstück um einen der Teilkreisteilung der Verzahnungsgeometrie entsprechenden Winkel gedreht. Die Schleifscheibe wird zum erneuten Abrichten über den Abrichterbereich des Abrichtelements und in Fortsetzung einer geradlinigen Translationsbewegung für den nächsten Schleifvorgang zum Werkstück geführt. Ausgehend von der Annahme, dass der Abrichterbereich nicht in erheblichem Maße abgenutzt wurde, befindet sich die Schleifscheibe nach dem Abrichten immer relativ zum Werkstück in der korrekten relativen Höhe. Eventuelle Abnutzungserscheinungen am Ab- richterbereich können durch eine manuelle oder auch automatisierte Justage kompensiert werden.
Die Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Werkstück kann durch eine Bewegung der Schleifscheibe in Bezug auf ein Maschinengestell oder eine Bewegung einer Werkzeughalterung erreicht werden.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung, umfassend eine Werkstückhalterung, Drehmittel, mit denen mindestens ein in der Werkstückhalterung eingespanntes, im wesentlichen zylindrisches Werkstück um vorgegebene Winkel um seine Längsmit- telachse kontrolliert drehbar ist, und ein relativ zur Werkstückhalterung verfahrbares spangebendes Werkzeug dadurch gelöst, dass das mindestens eine Werkzeug eine Schleifscheibe ist, und dass Abrichtmittel zum Abrichten eines bestimmten Umfangprofils der mindestens einen Schleifscheibe vorgesehen sind, wobei das Umfangsprofil der Schleifscheibe derart abrichtbar ist, dass es dem Profil einer vollständigen Zahnnut der gewünschten Zahnriemenverzahnung entspricht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass die Abrichtmittel mindestens einen an seiner dem Schleifscheibenumfang zugewandten Spitze einen Hartkörper aufweisenden Abrichtstift umfassen, wobei der Hartkörper relativ zur zugehörigen Schleifscheibe sowohl in auf die Schleifscheibe bezogen axialer Richtung als auch in radialer Richtung verfahrbar und mittels einer programmierbaren Steuereinheit steuerbar ist.
Zum Abrichten fährt der Abrichtstift mit seinem Hartkörper, z.B. einem Diamanten, am Umfang der rotierenden Schleifscheibe entlang. Mit einer CNC-Steuerung können nahezu beliebige Profilformen erzeugt werden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass der mindestens eine Abrichtstift zusätzlich um eine zur axialen und radialen Richtung senkrechten, durch den Hartkörper verlaufende Abrichtschwenkachse schwenkbar ist. Die Abrichtschwenkachse gibt eine zusätzliche Variationsmöglichkeit für die gewünschten Profilformen. In der Regel weist der Hartkörper zumindest in seinem zur Be- arbeitung des Werkstücks vorgesehenen Bereich einen kreisbogenförmigen Querschnitt auf. Die Abrichtschwenkachse verläuft dann senkrecht zu diesem Querschnitt durch den auf den Kreisbogenradius bezogenen Mittelpunkt des Hartkörpers.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass die Abricht- mittel mindestens ein Profilabrichtelement mit einem profilierten Abrichterbereich umfassen, wobei das Profil des Abrichterbereichs das Gegenprofil von zumindest einem Teil des gewünschten Umfangprofils der mindestens einen Schleifscheibe ist.
Diese Variante hat den Vorteil, dass eine aufwendige CNC-Steuerung für die Bewegung der Abrichtmittel nicht erforderlich ist. Ein Profilabrichtelement ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Variationen der Profilform nicht benötigt werden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass das Profilabrichtelement ein Abrichthartkörper, beispielsweise aus Diamant, mit einem kantenartigen Abrichterbereich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch so ausgebildet sein, dass das Profilabrichtelement eine rotierbare Abrichtrolle mit einem rotationssymmetrischen Abrichterbereich ist.
Es muss stets gelten, dass die Schleifscheibe einerseits hinreichend stabil ist, um einen guten Abtrag mit hoher Oberflächenqualität am Werkstück erreichen zu können. Andererseits muss das Schleifscheibenmaterial noch so weich sein, dass die zur Abrichtung eingesetzten Mittel nicht verschleißen.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so ausgebildet sein, dass das mindestens eine Profilabrichtelement relativ zum Werkstückhalter derart positioniert und justierbar ist, dass in Richtung der Längsmittelachse des mindestens einen eingespannten Werkzeugs betrachtet die Projektion des Profils des Abrichterbereichs auf einer Werkzeugstirnseite dem Profil des Querschnitts des bei einem Schleifvorgang erstrebten Schnittes entspricht.
Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, die rotierende Schleifscheibe mit einer einzigen geradlinigen Translationsbewegung zunächst am Profilhartkörper entlang zu führen und dabei die gewünschte Abrichtung des Umfangprofils der Schleifscheibe zu erreichen und anschließend den Schleifvorgang am Werkstück durchzuführen. Eine Justage der Schleifscheibe hin zur Längsmittelachse des Werkstückes radialer Richtung ist somit für den Schleifvorgang nicht mehr erforderlich. Zudem ist dann völlig unerheblich, wie viel beim Abrichtvorgang vom Durchmesser der Schleifscheibe entfernt wurde, da das Abrichtkantenprofil oder das Profil der Profilrolle genau in der Flucht des bei dem Schleifvorgang erstrebten Schnittes liegt. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert.
Es zeigt schematisch
Fig. 1: eine Schleifvorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 2: ausschnittsweise eine Schleifscheibe und eine Zahnriemenform während des Schleifvorgangs,
Fig. 3: ausschnittsweise eine Schleifscheibe während des Abrichtens,
Fig. 4: eine weitere Schleifvorrichtung mit feststehendem Profildiamanten, und
Fig.5: ausschnittsweise einen Profildiamanten.
Fig. 1 zeigt eine Schleifvorrichtung mit einem Maschinengestell 1, an dem ein horizontal verfahrbarer Schleiftisch 2 angebracht ist. Der Schleiftisch 2 trägt eine Werkstückhalterung 3, in der der walzenförmige Rohling 4 für eine Zahnriemenform zwischen einem Teilapparat 16 und einem Gegenlager 17 eingespannt ist. Über einen Drehmitnehmer 5 kann der Rohling 4 mittels eines Drehtellers 6 um eine horizontale Drehachse 7 kontrolliert gedreht werden. Die Drehachse 7 bildet im Rohling 4 gleichzeitig die Längsmittelachse des Rohlings 4. Die Werkstückhalterung 3 umfasst ein hier nicht gesondert dargestelltes hochpräzises Direktmesssystem, das eine genaue Drehwinkeleinstellung erlaubt. Oberhalb der Werkstückhalterung 3 ist an einer Schleifscheibenhalterung 8 eine Schleifscheibe 9 drehbar fixiert. Die Schleifscheibenhalterung 8 ist hochpräzise in vertikaler Richtung kontrolliert verfahrbar. Um aus dem Rohling 4 eine Zahnriemenform zu erhalten, muss in den Umfang des Rohlings 4 das Gegenprofil der Zahnriemenverzahnung eingearbeitet werden, wobei die Verzahnung in Richtung der Längsmittelachse des Rohlings 4 geradlinig und konstant ist. Der Umfang bildet nun- mehr im Querschnitt betrachtet die Matrize für die Zahnriemenverzahnung.
Die Schleifscheibe 9 weist auf ihrem Umfang ein Profil 10 auf, das in einer vergrößerten Darstellung in Fig. 2 sichtbar ist. Das Umfangsprofil 10 der Schleifscheibe 9 entspricht dem gewünschten Profil einer Zahnnut der Zahnriemenform. Für die Herstellung der Zahnriemenform wird der Rohling 4 mittels des Schleiftisches 2 bei abgesenkter Schleifscheibe 9 derart verfahren, dass die Schleifscheibe 9 über die ganze Länge des Rohlings 4 hinweg in den Rohling 4 die Matrize für einen kompletten Zahn des Zahnriemens einschneidet. Hiernach wird der Rohling 4 um einen vorgegebenen Winkel α gedreht und die nächste Zahnmatrize erzeugt. Bei jedem Schleifvorgang wird auch der Außendurchmesser des Rohlings 4 mitgeschliffen, so dass bei einer fertigen Zahnriemenform die gesamte Mantelfläche geschliffen ist.
Da die Schleifscheibe 9 bei zunehmendem Einsatz abnutzt, wird das Umfangsprofil 10 der Schleifscheibe 9 mit einem Abrichtstift 11 vor jedem Schleifvorgang neu abgerichtet. Dies erfolgt mit Hilfe eines CNC-gesteuerten Prozesses. Der Abrichtstift 11 ist zum einem in Bezug zur Drehachse der Schleifscheibe axialer als auch in radialer Richtung verfahrbar. Zudem weist der Abrichtstift 11 noch eine Abrichtschwenkachse 12 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur axialen und radialen Richtung und durch den Mittelpunkt eines runden Diamanten 13 an der Spitze des Abrichtstiftes 11 verläuft. Mit derartigen Freiheitsgraden ausgestattet, kann mit dem Abrichtstift 11 nahezu jedes beliebige Profil in den Umfang der Schleifscheibe 9 eingegeben werden. Insbesondere ist es möglich, feine Unterstrukturen in das Umfangsprofil 10 einzuarbeiten. Es können Genauigkeiten von bis zu +/- 0,01 mm erzielt werden. Um diese Genauigkeit erreichen zu können, kann es sinnvoll sein, eine variable Vorschubgeschwindigkeit des Abrichtstiftes 11 vorzusehen, so dass z.B. in Bereichen kleiner Radien im Umfangsprofil 10 mit geringerer Vorschubgeschwindigkeit gearbeitet wird. Des Weiteren kann ein virtueller Diamantradius für die CNC-Steuerung vorgegeben werden. Auf diese Weise kann z.B. eine kon- stante Abweichung von der Ideallinie im Profilverlauf leicht korrigiert werden, ohne die gesamte CNC-Programmierung ändern zu müssen.
Für den Abrichtvorgang wird die Schleifscheibe ständig mit Hilfe eines Spritz-Düsen- paares 14 (Fig.1) gereinigt, das beide Flanken des Umfangprofils 10 hinreichend gleichmäßig erreicht. Während des Schleifvorganges wird ein weiteres Spritzdüsenpaar 15 eingesetzt, das mit Hochdruck die Schleifscheibe 9 reinigt und somit deren Zusetzen verhindert. Das Düsenpaar 15 ist in unmittelbarer Nähe der Schleifscheine 9 angeordnet.
Um den Gesamtprozess wirtschaftlich zu gestalten, kann es sinnvoll sein, den Rohling 4 mit bekannten Fräsmaschinen vorzubereiten, so dass die Schleifscheibe 9 weniger verschleißt.
Fig. 4 zeigt einen alternativen Aufbau einer Schleifvorrichtung. Einander entsprechende Teile in verschiedenen Figuren sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Der Rohling 4a ist in Fig. 4 kürzer als in Fig. 1. Die Werkzeughalterung 3 weist in ihren Teilapparaten 16 und 17 den gleichen Abstand auf wie in Fig. 1. Es ist jedoch ein mit Streben 20 versehener Längenadapter 18 vorgesehen. Mit Hilfe eines oder mehrerer Längenadapter 18 kann man auch bei unterschiedlichen Längen von Rohlingen 4a ein Ver- stellen der Teilapparate 16 und 17 der Werkstückhalterung 3 vermeiden, um eine einmal aufwendig erzielte hohe Exaktheit im Abstand zu erhalten.
Auf dem Gegenlager 17 ist ein Profildiamant 19 angeordnet, der zum Abrichten der Schleifscheibe 9 dient und in Fig.5 vergrößert dargestellt ist. Der Profildiamant 19 weist eine Abrichtkante 21 auf, deren Profil dem Profil der gewünschten Zahnnut der Zahnriemenform entspricht. Vor einem Schleifvorgang wird der Schleiftisch 2 in eine Ausgangsposition gebracht, bei der die Schleifscheibe 9 in Fig. 4 links vom Profildiamanten 19 positioniert ist. Die Schleifscheibenhalterung 8 wird dann soweit abgesenkt, dass bei einem Verfahren des Schleiftisches 2 nach links (in Fig. 4) der äußere Umfang der rotierenden Schleifscheibe 9 von der Abrichtkante 21 des Profildiamanten 9 mit dem entsprechenden Gegenprofil versehen wird. Somit erhält der äußere Umfang der Schleifscheibe 9 das Profil einer kompletten Zahnnut der gewünschten Zahnriemenform.
Der Profildiamant 19 ist derart ausgerichtet, dass durch ein weiteres Verfahren des Schleiftisches 2 die Schleifscheibe 9 ohne vertikale Positionsveränderung in korrekter Arbeitsposition das Werkstück 4a erreicht und in einem einzigen Schleifvorgang die Matrize für einen kompletten Zahn des Zahnriemens inklusive Zahnfuß herstellt. Hier- nach wird die Schleifscheibenhalterung 8 angehoben und der Schleiftisch 2 wieder in die Ausgangsposition verfahren. Die Schleifscheibenhalterung 8 wird wieder abgesenkt, jedoch wegen der beim Schleifvorgang gegebenen Abnutzung um eine geringe Strecke weiter als vor dem vorhergehenden Durchgang. Auf diese Weise wird der Umfang der Schleifscheibe 9 vor jedem Schleifen neu abgerichtet. Da die Position der Abrichtkante 21 relativ zur Drehachse 7 unverändert geblieben ist, ist zudem gewährleistet, dass die Schleifscheibe 9 das Werkstück 4a wieder in korrekter Arbeitsposition erreicht und die in das Werkstück 4a geschliffenen Matrizen der Zahnriemenzähne hinsichtlich der Zahngeometrie und der Zahnhöhe exakt gleich sind. Auf diese Weise wird der kom- plette Umfang der Zahnriemenform inklusive Außendurchmesser mit der Schleifscheibe 9 geschliffen.
Der Profildiamant 19 ist in der vertikalen Richtung in seiner Position veränderbar angebracht, damit eventuelle Abnutzungen kompensiert werden können oder eine Anpas- sung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser möglich ist.
Bezugszeichenliste
1. Maschinengestell 2. Schleiftisch 3. Werkstückhalterung
4. Rohling
5. Drehmitnehmer
6. Drehteller
7. Drehachse 8. Schleifscheibenhalterung
9. Schleifscheibe
10. Umfangsprofil
11. Abrichtstift
12. Abrichtschwenkachse 13. Diamant
14. Spritzdüsenpaar
15. Düse
16. Teilapparat
17. Gegenstück 18. Längenadapter
19. Profildiamant
20. Strebe
21. Abrichtkante

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Zahnriemenformen, bei dem mittels eines spangebenden Werkzeugs in den vor der Bearbeitung im Wesentlichen zylinderförmigen Umfang eines Werkstücks eine Matrize der gewünschten Zahnriemenverzahnung eingearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als spangebendes Werkzeug mindestens eine rotierende Schleifscheibe (9) mit einem profilierten Umfang eingesetzt wird, wobei das Umfangsprofil (10) dem Profil einer voll- ständigen Zahnnut der gewünschten Zahnriemenform entspricht
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsprofil (10) der Schleifscheibe (9) mittels eines CNC-gesteuerten Abrichtstiftes (11) hergestellt und/oder abgerichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfangsprofil an einem Profilabrichtelement (19) mit einem profilierten Abrichterbereich (21) hergestellt und/oder abgerichtet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichten der rotierenden Schleifscheibe (9) und das anschließende Schleifen des Werkstückes (4,4a) in einer einzigen geradlinigen translatorischen Bewegung der Schleifscheibe (9) relativ zum Werkstück (4,4a) erfolgt.
5. Vorrichtung zur Herstellung von Zahnriemenformen, umfassend a) eine Werkstückhalterung (3), b) Drehmittel (6,5), mit denen mindestens ein in der Werkstückhalterung (3) eingespanntes, im wesentlichen zylindrisches Werkstück (4,4a) um vorgegebene Winkel um seine Längsmittelachse kontrolliert drehbar ist, und c) ein relativ zur Werkstückhalterung (3) verfahrbares spangebendes Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, d) dass das mindestens eine Werkzeug eine Schleifscheibe (9) ist, und e) dass Abrichtmittel zum Abrichten eines bestimmten Umfangprofils (10) der mindestens einen Schleifscheibe (9) vorgesehen sind, wobei das Umfangsprofil (10) der Schleifscheibe (9) derart abrichtbar ist, dass es dem Profil einer vollständigen Zahnnut der gewünschten Zahnriemenform entspricht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrichtmittel mindestens einen an seiner dem Schleifscheibenumfang zugewandten Spitze einen Hartkörper (13) aufweisenden Abrichtstift (11) umfassen, wobei der Hartkörper (13) relativ zur zugehörigen Schleifscheibe (9) sowohl in auf die Schleifscheibe (9) be- zogen axialer Richtung als auch in radialer Richtung verfahrbar und mittels einer programmierbaren Steuereinheit steuerbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Abrichtstift (11) zusätzlich um eine zur axialen und radialen Richtung senkrechten, durch den Hartkörper (13) verlaufende Abrichtschwenkachse (12) schwenkbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrichtmittel mindestens ein Profilabrichtelement (19) mit einem profilierten Abrichterbereich (21) umfassen, wobei das Profil des Abrichterbereichs (21) das Gegenprofil von zumindest einem Teil des gewünschten Umfangprofils der mindestens einen Schleifscheibe (9) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilab- richtelement (19) ein Abrichthartkörper, beispielsweise aus Diamant, mit einem kantenartigen Abrichterbereich ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilabrichtelement eine rotierbare Abrichtrolle mit einem rotationssymmetrischen Abrichterbe- reich ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Profilabrichtelement relativ zum Werkstückhalter derart posi- tioniert und justierbar ist, dass in Richtung der Längsmittelachse des mindestens einen eingespannten Werkzeugs betrachtet die Projektion des Profils des Abrichterbereichs auf einer Werkzeugstirnseite dem Profil des Querschnitts des bei einem Schleifvorgang erstrebten Schnittes entspricht.
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