Zahur äder schleifmaschine. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Rädern mit Evolventenverzahnung, bei der zwei zwangs läufig miteinander verbundene Wälzsysteme angeordnet sind, die die Wälzbewegung gleichzeitig ausführen und auf dem Schlit ten jedes Systems eine Schleifscheibe derart angebracht ist, dass die eine Schleifscheibe rechte, die andere linke Zahnflanken schleift.
Bei den bekannten Wälzschleifmaschinen mit zwei, die beiden Zahnflanken eines Zahnstangenzahnes bildenden Schleifscheiben kommt im Verlaufe einer Wälzung zuerst nur die eine Scheibe zum Schleifen und erst nach einem kürzeren oder längeren Wälzweg oder erst dann, wenn die erste Scheibe bereits ein kürzeres oder längeres Profilstück ge schliffen hat, auch die zweite Scheibe, je nach der Zähnezahl des zu schleifenden Ra des und dem Neigungswinkel der Schleif scheibe. Infolge des _ ungleichzeitigen oder nur teilweise gleichzeitigen Schleifens der beiden Schleifscheiben wird aber die Schleif zeit eines Rades verlängert.
Gelangen die beiden Schleifscheiben, wie das bei Rädern kleinerer Zähnezahl immer der Fall ist, nach einander zum Schleifen, so wird die Schleif zeit sogar doppelt so gross als in dem Falle, wo die beiden Schleifscheiben, wie bei der Maschine vorliegender Erfindung, gleichzei tig schleifen.
Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung dadurch, dass zwei zwangsläufig miteinander verbundene Wälzsysteme vorgesehen sind, die die Wälzbewegung gleichzeitig ausfüh ren. Hierbei ist auf dem Schlitten jedes Sy stems eine Schleifscheibe angebracht, von denen die eine rechte und die andere linke Zahnflanken schleift.
In den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise erläu tert. Fig. 1 bis 4 deuten schematisch drei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für die Maschine an; Fig. 5 stellt die Arbeits- weise'einer Maschine nach Fig. 3 und 4 dar; Fig. 6 bis 13 zeigen unter Weglassung weni ger wichtiger Einzelheiten ein weiteres Aus führungsbeispiel, und Fig. 14 lässt eine An ordnung für besondere Maschinen erkennen.
In Fig. 1 sind die beiden auf den Betten 1 und 2 verschiebbar angeordneten Schlitten 3 und 4 vermittelst der Rollbänder 5 und 6, die am Wälzzylinder 7 des zu schleifenden und mit ihm fest verbundenen Rades 8 be festigt sind, miteinander verbunden. Die Schleifscheiben 9 und 10 sind auf den in der Zeichnung nicht dargestellten, mit den Schlitten 3 und 4 fest verbundenen Supports derart angeordnet, dass die eine der Scheiben eine rechte Zahnflanke 14 eines Zahnes und die andere gleichzeitig eine linke Zahnflanke 13 eines andern Zahnes schleift.
Um einen im Raum feststehenden Zapfen 11 ist eine auf bekannte Art in Bewegung gesetzte Schwinge 12 drehbar angeordnet, durch die die beiden Schlitten 3 und 4 hin- und her bewegt werden. Gleichzeitig wird durch die Rollbänder 5 und 6 das Rad 8 um eine im Raum feste Achse 15 gedreht, so dass die Schlitten 3 und 4 relativ zum Rad 8 die be kannte Wälzbewegung ausführen und die Schleifscheiben 9 und 10 die Ev olventen- zahnflanken 13 und 1-1 als Hüllkurven ent wickeln.
Dabei schleift die eine Scheibe, bei spielsweise Scheibe 9, stets einen Zahnkopf, während gleichzeitig die andere Scheibe 10 einen Zahnfuss schleift., und umgekehrt.
Fig. 2 stellt eine weitere Anordnung dar, mit der das gleichzeitige Schleifen zweier Zahnflanken erfindungsgemäss möglich ist. Hier steht das zu schleifende Rad 8 mit dem zugehörigen Wälzzylinder 7 im Raume still. Die auf den in den Führungen 1 und 2 ver schiebbaren Wälzschlitten 3 und 4 angeord neten Schleifscheiben 9 und 10 vollziehen die beiden Bewegungen, nämlich die Drehung um die Radachse und die Längsverschiebung, aus denen jede Wälzbewegung zusammen gesetzt ist. Die Wälzschlittenführungen 1 und 2 sind auf der Schwinge 19 angeordnet, die um den Zapfen 15, das heisst die Rad achse durch bekannte Mittel in eine Schwing bewegung versetzt werden kann.
Bei der Drehung der Schwinge 12 werden somit die Wälzschlitten 3 und 4 samt den Schleif scheiben 9 und 10 um die Radachse 15 ge dreht und gleichzeitig durch die Rollbänder und 6, die einerseits an den Wälzschlitten 3 und 4, anderseits an dem im Raume still stehenden Wälzzylinder 7 befestigt sind, in den Führungen 1 und 2 verschoben, wodurch die Wälzbewegung entsteht. Auch bei dieser Anordnung schleift, genau wie bei derjeni gen nach Fig. 1, die eine Schleifscheibe einen Zahnkopf, die andere gleichzeitig einen Zahnfuss.
Mit einer weiteren, in den Fig. 3 und .1: dargestellten Anordnung ist: es nicht nur möglich, gleichzeitig zwei Zahnflanken zu schleifen, wie mit den Anordnungen nach Fig. 1 und 9, sondern man kann hier sogar gleichzeitig symmetrische Profilpartien, das heisst gleichzeitig, beispielsweise die Zahn köpfe, und gleichzeitig die Zahnfüsse schlei fen, wodurch noch genauer < . Evolventenpro- file erzeugt werden können.
Eine mathema tisch genaue Evolventenzahnflanke kann nämlich nur dann erhalten werden, wenn der Zahn derart beschliffen wird, dass in gleichen Zeiten von der Sclilrifschei.be gleich lange Profilstücke bestrichen werden.
Bei allen bekannten Maschinen, die mit zwei Schleif scheiben und mit wälzendem Rad arbeiten, wie auch bei den Anordnungen nach Fig. 7 und 2, werden die Kopfteile der Evolvente stets rascher und somit weniger gut ausge schliffen als die Fussteile, und somit wird das Zahnprofil ungleichmässig überschliffen. Ein gleichmässiges Überschleifen des Profils, das nur dann möglich ist, wenn die Wälz geschwindigkeit kontinuierlich verändert wer den kann, bedingt also eine andere Wälz- geschwindigkeit beim Schleifen des Zahn kopfes als beim Schleifen des Zahnfusses.
Diese Verhältnisse können aber bei den be kannten Maschinen, sowohl die mit zwei die Flanken eines Zahnstangenzahnes bildenden Schleifscheiben und wälzenden Rad arbeiten, als auch bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2, nicht herbeigeführt werden, weil stets dann, wenn die eine Scheibe ein Kopfprofil bearbeitet, die andere eine Fusspartie schleift.
Aus dem gleichen Grunde ist es ferner unmöglich, beispielsweise die Zahnkurve am Kopf etwas stärker als nach der genauen Evolvente zu krümmen, wie dies bekanntlich zur Herbeiführung eines stossfreien Eingrif fes eines belasteten Getriebes, dessen Zähne unter dem Zahndruck etwas ausbiegen, mit Vorteil ausgeführt wird, ohne gleichzeitig auch die Zahnfusskurve zu verändern.
Fig. 3 und 4 zeigen schematisch- den Grundriss einer beispielsweisen Ausführungs form der derart vervollkommneten Maschine, Fig. 3 in der einen und Fig. 4 in der andern Endlage der Wälzung. Der Übersichtlichkeit wegen ist ein Wälzkreis vom Durchmesser d'" des Grundkreises der Verzahnung angenom men. In diesem Falle steht die Ebene der Schleifscheibe senkrecht auf der Geraden 5 oder auf der Ebene, die sich auf dem Wälz- kreis abwälzt.
Es kann aber ebensogut ein Wälzkreis von grösserem Durchmesser, bei entsprechendem Schleifscheibenwinkel, ver wendet werden. Der Rollbogen 7 vom Grund kreisdurchmesser da der Verzahnung steht im Raume fest. Das zu schleifende Rad 8 ist während der Wälzung mit dem Rollbogen 7 fest verbunden, steht also während der Wäl- zung in bezug auf seine Drehachse ebenfalls still. Die Schleifscheiben 9 und 10 sind auf Supports 16 und 17, die in Richtung der Schleifscheibenebene verschoben werden kön nen, drehbar gelagert. Zwei Schwenkarme.
18 und 19, auf denen die Wälzschlitten 3 und 4 in Richtung der Schleifscheibenachse verschiebbar gelagert sind, tragen die Schleif scheibensupports 16 und 17. Durch in ihrer Länge auf bekannte Art verstellbare Schub stangen 20 und 21, deren Endpunkte in den Führungen 22 und 23 verschoben werden können, werden die Schwenkarme 18 und 19 um den Radmittelpunkt hin- und herbewegt.
Die schwingende Bewegung der beiden Schwenkarme 18 und 19 kommt dadurch zu stande, dass ein Gleitstück 24, mit dem die beiden Schubstangen 20 und 21 verbunden sind, durch eine unrunde, mit gleichbleiben der Winkelgesehwindigkeit stets im gleichen Sinne. umlaufende Rillenscheibe 25 hin- und hergeschoben wird. Die Wälzschlitten 3 und 4 sind mittelst Rollbändern 5 und 6 in be kannter Weise mit dem Rollbogen 7 zwangs läufig verbunden.
Die beiden Schleifscheiben werden in bezug auf die Zahnflanken so eingestellt, dass sie diese in symmetrischen Profilpunkten oder die Zahnprofile gleichzeitig in gleichen Abständen vom Zentrum berühren. Werden die beiden Schwenkarme 18 und 19 bei der Drehung der Rillenscheibe 25 hin- und her bewegt, so wälzen sich die beiden durch die Rollbänder dargestellten Geraden 5 auf dem Grundkreis mit dem Durchmesser da der Ver zahnung ab, -und die beiden Schleifscheiben entwickeln gleichzeitig zwei symmetrische Evolventen,
und zwar wird bei einer Um drehung der Rillenscheibe 25 die Zahnflanke einmal vom Zahnkopf zum Zahnfuss und zu rück zum Zahnkopf überschliffen. Nach einem solchen Zyklus oder nach jeder Um drehung der Rillenscheibe werden auf be kannte Art die Schleifscheibensupports 16 und 17 in Richtung der Schleifebene zurück gezogen, das Rad auf bekannte Art um eine Zahnteilung gedreht und alsdann zwei wei tere Zahnflanken geschliffen.
Wenn bei der Maschine nach Fig. 3 und 4 die Wälzung derart erfolgt, dass, wie in Fig. 5 dargestellt, der Berührungspunkt T der Tangente auf der Peripherie des Grund kreises mit konstanter Geschwindigkeit fort schreitet, die Wälzgeschwindigkeit also kon stant ist, dann werden die gleichen Zentri- winkel g1, #cs, Sps entsprechenden Kurven- stücke 11, 12, 13 mit zunehmendem Winkel y immer länger.
Aus Fig. 5 ist unmittelbar ersichtlich, dass die beiden Strahlen 0T und PT in gleichen Zeiten gleiche Winkel durch laufen, also gleiche Winkelgeschwindigkeiten haben.
Da ferner die Länge der Tangente PT .gleich ist der Bogenlänge POT <I>=</I> ro <I>. y,</I> so ist die momentane Tangentialgeschwindig- keit v des Punktes P, wenn die Winkel geschwindigkeit des Strahls 0T bei der Wälzung mit m bezeichnet wird, v=ra#r#uo. Damit, was angestrebt wird, die Tangen tialgeschwindigkeit v konstant ist, muss sein
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Die Kurve der Rillenscheibe ist also ge mäss obiger Gleichung derart auszuführen,
dass bei konstanter Winkelgeschwindigkeit dieser Scheibe der Berührungspunkt von Schleifscheibe und Zahnprofil mit ungefähr konstanter Geschwindigkeit fortschreitet. Man erreicht dadurch den eingangs erwähn ten, sehr wichtigen Vorteil des gleichmässi gen Ausschleifens der Zahnprofile.
Um gekehrt kann man natürlich auch durch ent- prechende Gestaltung der Rillenseheiben- kurve ein längeres Ausschleifen eines be :timmten Profilstückes herbeiführen und dieses Mittel beispielsweise zur Erzielung der oben angeführten stärkeren Krümmung der Kopfzahnkurve benutzen.
Während also alle drei Anordnungen nach den Fig. 1 bis .1 mit zwei zwangsläufig miteinander verbundenen Wälzsystemen und zwei Schleifscheiben infolge gleichzeitigen Schleifens der beiden Schleifscheiben eine bis um 50 % kürzere Schleifzeit erbeben kön nen als die bekannten Maschinen mit nur einem @I'älzsystem, solche Maschinen also viel ökonomischer arbeiten als letztere,
so er gibt die besondere Anordnung gemäss Fig. und 1 ausserdem noch genauere Evolventen- profile und ermöglicht überdies in einfacher 'eise die obenerwähnte Profilkorrektur.
Bei der Anordnung gemäss Fig. 3 und 4 wurde vorausgesetzt, dass Schleifscheiben von so grossem Durchmesser verwendet wer den, tlass ein Vorschub in der Längsrichtung de,- Zahnes überflüssig ist.
Es können in dessen auch Scheiben mit kleinerem Durch- niesser ver =endet und alsdann auf bekannte Art Sehleifscheiben und zu schleifendes Rad während der Wälzung in der Längsrichtung des Zahnes gegeneinander verschoben wer den, gleichgültig, ob dieser Vorschub den Schleifscheiben oder dem Rade erteilt wird. Es gilt dies selbstverständlich für alle An ordnungen Fig. 1 bis 1.
In den Fig. 6 bis 13 ist unter Weglas- sung aller zum Verständnis nicht notwendi gen Einzelheiten eine Ausführungsform einer solchen Maschine dargestellt, Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht der Maschine mit einem Sclniitt durch den Teilkopf, Fig. 9 eine An sieht von der Bedienungsseite gesehen, niit t#ineni Schnitt durch die Bewegungsorgane der Z@'älzung,
Fig. C3 den Grundriss mit einem Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 9, und Fig. i stellt den (irtindriss der Anordnung der Antriebe der Wälz- und V orschubbewegung dar; in Fig. 1.0 ist der Aufbau von Schwenkarm, Wälzselilitten, Drehteil und Schleifsupport dargestellt, Lind Fig. 11 zeigt einen Teil dieser Organe im Schnitt;
Fig. 12 und 13 endlich zeigen die Teilvorrichtung der Maschine.
Die Schwenkarme 18 und 1.9, die um den mit dem 11Zaschinenst < tnder 26 (Fig. 9, (; und 1f)) fest verbundenen Zapfen 15 drehbar sind und auf Bettführungen 27 und 28 auf liegen, tragen die beiden Wälzschlitten 3 und 4, auf denen die beiden Drehteile 29 iind 30 gelagert sind.
An den beiden Wä lz- seblitten 3 und I (Fig. G) sind die beiden Rollbandlialter 31 und 32, die mit den Schlitten fest verbunden werden können, senkrecht zu den Wälzschlitfenführungen verschiebbar angeordnet und tragen die Roll- bänder 5 und 6, die an dem im Raume still stehenden Wälzzylinder 7 befestigi sind.
Die von den Schleifmotoren an"#etriebenen Schleifscheiben 9 und 7.0 (Fig. 9) sind auf den Supports 16 und<B>1.7</B> gelagert, die in Richtung der Schleifscheibenebene auf tleli Drehteilen 29 Lind 30 verschiebbar sind. Di- beiden Scliwenlzarme 18 und 19 sind durch in ihrer Länge verstellbare Schubstangen 20 und 21 (Fig. 6) init einem.
Gleitstück 21 ge- lenkin_- verbunden, das auf einem Prisma 33 (Fig., 9) verschoben werden kann. Das Gleit stück 2.1 kann mittelst der mit. ihni gelenkig verbundenen, um den Zapfen 31 von der Kurvenscheibe 25 bewegten Schwinge 3 < i verschoben werden (Fig. 9).
Der Zapfen 31 kann verstellt tuid damit der Weg des Gleit stückes 91 verändert werden. Der Antrieb der Xurvenscheibe 25 erfolgt durch Notor 36 (Fig. 7) über die Stufenscheiben 37 und 38, unter Zwischenschaltung von in Fig. 9 schematisch gezeichneten Wechselrädern mit- telst einer Schnecke 39 (Fig. 8) und eines Schneckenrades 40.
Das zu schleifende Rad 8 ist zwischen Spitzen drehbar auf dem durch den Hebel 41 (Fig. 8) auf- und a1beweg- baren Werkstückschlitten 42 aufgespannt. Ein in der Länge verstellbares Verbindungs stück 43 verbindet den Hebel 41 mit der durch eine unrunde Scheibe 44 um den Zap fen 45 hin- und herbewegten Schwinge 46. Zwecks Hubänderung des Hebels 41 kann das gelenkig mit der Schwinge 46 verbun dene Ende der Stange 43 auf bekannte Art verschoben werden.
Der Antrieb der unrun- den Scheibe 44 erfolgt durch das Schnecken rad 47 (Fig. 7), das von einer Schnecke 49 gedreht wird, die auf der Welle der vom Motor 36 angetriebenen Riemenscheibe 48 sitzt. Das zu schleifende Rad 8 ist durch Mitnehmer mit der Spindel 50 (Fig. 8) ver bunden, auf der das Teilrad 51 sitzt. Mit telst eines unter Federdruck stehenden Teil hebels 52 (Fig. 12), der in eine Zahnlücke des Teilrades 51 greift, wird dieses und mit ihm das zu schleifende Rad 8 bezüglich der Drehachse festgehalten.
Zwecks Drehung des Rades 8 um eine Teilung wird bei Dre hung der Teilwelle 53 durch den Nocken 54 die Stange 55 und der mit ihr verbundene Teilhebel 52 aus der Zahnlücke gehoben und alsdann durch einen Nocken 69 die in ihrer Länge verstellbare Stange 56, der Hebel 57 und der mit ihm verbundene Schaltarm 58 bewegt, auf dem eine Schaltklinke 59 an geordnet ist. Dadurch wird das Rad um eine oder mehrere Teilungen vorwärts geschoben. Alsdann kann infolge inzwischen stattgefun dener Weiterdrehung der Teilwelle 53 im Sinne des Pfeils 60 der Teilhebel 52 wieder in eine Zahnlücke fallen, wodurch das Rad gegen Drehung festgehalten wird. Durch die Feder 61 wird der Hebel 57 mit der Schalt klinke 59 in die ursprüngliche Lage zurück geführt.
Die Teilwelle 53 (Fig. 8) wird durch einen auf der Kurvenscheibe 25 be festigten Kegelradbogen 62 angetrieben, der absatzweise mit einem Kegelkolben 63 (Fig. 9) kämmt, über die beiden Kegel getriebe 64 und 65 (Fig. 8).
In der der Fig. 3 entsprechenden Endlage der Wälz- stellung wird die Stange 66 (Fig. 6 und 9) durch die am Ständer befestigte Kurve 67 in Richtung ihrer Achse verschoben, und die Bewegung wird mittelst der in Fig. 11 ge zeichneten verschiedenen Hebel auf bekannte Art auf den Schleifscheibenträger 16 derart übertragen, dass dieser vom Radmittelpunkt weggezogen wird, und zwar so weit, dass die Zähne des Rades 8 die Schleifscheibe nicht berühren.
Auf dieselbe Art wird auch der Schleifscheibenträger 17 in der Endlage der Wälzung vom Radmittelpunkt weggezogen.
Die Arbeitsweise dieser Stirnräderschleif- maschine ist folgende: Durch die dauernd umlaufende Kurvenscheibe 25 werden die Schwenkarme 18 und 19 fortwährend hin- und hergeschwenkt, und hierbei führen die beiden Schleifscheiben 9 und 10 fortwährend die "#NTälzbewegung aus.
Infolge der immer fort umlaufenden Kurvenscheibe 44 wird das zu schleifende Rad 8 fortwährend auf- und abbewegt. Wenn die Kurvenscheibe 25 eine um den Winkel AMO (Fig. 3) gegen über der dargestellten Endlage verdrehte Stellung einnimmt, so werden unter der Ein wirkung von Kurven 6 7 die Schleifsupports 3 und 4 zurückgezogen. Hat sich die Kur venscheibe 25 um die Strecke<I>AB</I> weiter gedreht, so sind die Schleifscheiben 9 und 10 so weit zurückgezogen, dass das Rad 8 ge dreht werden kann.
Schon während des Zu rückziehens der Schleifsupports wird durch den Nocken 54 (Fig. 12) der Teilhebel 52 gehoben, nachdem zuvor bereits der Kegel kolben 63 (Fig. 9) mit dem auf der Kurven scheibe 25 befestigten Kegelradbogen 62 (Fig. 8) zum Eingriff gelangt ist. Die Ausschwenkbewegung des Teilhebels 52 ist beendigt, wenn sich die Kurvenscheibe 25 in einer um die Strecke<I>BO</I> von der in Fig. 3 gezeichneten Endlage entfernten Stellung be findet, oder dann, wenn die Schleifsupports 3 und 4 ganz zurückgezogen sind.
In diesem Moment setzt sich unter Einwirkung des Nockens 69 (Fig. 12) der Schaltarm 58 in Richtung des Pfeils 68 in Bewegung und dreht mittelst der Klinke 59 das Teilrad 51 samt dem Werkstück 8 um den Betrag einer Teilung des Rades 8 weiter. Hat sich die Kurvenscheibe 25 um den Weg BC (Fug. 3) gedreht, so ist die Schaltbewegung des Armes 58 beendigt, das heisst der 1\Tocken 69 befindet sich nun unmittelbar unter der Stange 56. Gleichzeitig gleitet die mit dem Teilhebel 52 verbundene Stange 55 über den Noeken 54 hinunter und der Teilhebel 52 fällt in eine Zahnlücke des Teilrades 51 ein.
Durch die Drehung der Kurvenscheibe 25 um den Winkel O,lIC über die Endstellung oder die Totpunktlage hinaus hatte sich be reits die Richtung der Wälzbewegung um gekehrt und die Schaltstangen 66 waren auf den Anschlagkurven 67 wieder in eine rück läufige Bewegung übergegangen, so dass die Schleifsupports unter dem Einfluss von auf sie wirkenden, in der Zeichnung nicht dar gestellten Federn sich wieder der Radachse nähern. Inzwischen ist auch der Schaltarm 58 unter der Einwirkung der Feder 61 in seine ursprüngliche Lage zurückgekehrt.
Hat die Kurvenscheibe 25 eine um den Winkel 031D über die Totpunktlage hinaussehende Stellung erreicht, so sind die Bewegungen es Teilvorganges beendigt, und befinden sich die Schleifsupports wieder in ihrer ur sprünglichen Lage, die sie während des Schleifprozesses einnehmen, und die Schleif scheiben beginnen mit der Bearbeitung eines neuen Zahnflankenpaares, das heisst. es be ginnt ein neuer Zyklus.
Während des eben beschriebenen Teilvor ganges wird weder der Antrieb der Wälz bewegung, noch derjenige der Vorschubbewe- gung des Werkstückschlittens 42 oder des Rades 8 abgestellt. Diese beiden Bewegun gen werden erst dann unterbrochen, wenn alle Zähne des Rades geschliffen sind. Dieser fortlaufende Sehleifprozess, während dessen keine der Hauptbewegungen, weder die Wälzbewegung noch die Vorschubbewegiing. zur Ermöglichung des Teilvorganges abge stellt zu werden braucht, ergibt einen ruhi gen und zuverlässigen Schleifprozess.
NTach Beendigung des Schleifprozesse bann die Maschine auf bekannte Art abge- stellt werden, zum Beispiel durch einen an der Teilscheibe angebrachten Nocken, der auf mechanischem oder elektrischem Weg entweder den Schalter des Antriebsmotors 36 oder eine zwischen Kurvenscheibe 25 (Fug. 7) und Motor 36 eingebaute lösbare Verbindung beeinflusst.
Eine Maschine zum Schleifen grosser Rä der, wie etwa, solche für Dampfturbinen- Reduktionsgetriebe, wird so gebaut, dass die Schleifscheiben einen Vorschub in der Längs richtung der Zähne ausführen, während das Rad still steht. In diesem Falle wird dieses nur im Augenblick des Teilens gedreht. steht aber während des ganzen Schleifprozesses im Raume still.
Zur Erhöhung der Maschinenleistung ordnet man bei solchen grossen Maschinen mit Vorteil nach Fig. 14 auf dem 9'älz- sclilitten der Schwenlmrme im Abstand von einer oder mehreren Teilungen zwei Schleif scheiben<I>A</I> und<I>B</I> an. Die eine Scheibe. bei spielsweise Scheibe <B>A</B>, schruppt dann die Zahnflanken, und Scheibe B schlichtet sie.
In der vorstellenden Beschreibung sind als Wälzorgane stets Wälzzylinder und Roll- bänder genannt, es können aber selbstver ständlich an ihre Stelle auch andere geeig nete Organe, wie zum Beispiel Zahnstangen und Zahnräder usw. treten.
Setzt man an Stelle der Schileidkante der Schleifscheibe diejenige einer Fräse oder eines Hobelstahls, so können in gleicher Weise mit geeignet gebauten Maschinen auch Evolventenzalinräder gefräst oder gehobelt -werden.
Zahur vein grinding machine. The present invention relates to a machine for grinding wheels with involute teeth, in which two rolling systems that are inevitably connected to one another are arranged, which execute the rolling motion simultaneously and a grinding wheel is mounted on the carriage of each system in such a way that one grinding wheel is right, the other grinds left tooth flanks.
In the known generating grinding machines with two grinding wheels forming the two tooth flanks of a rack tooth, only one disk is first used in the course of rolling and only after a shorter or longer rolling path or only when the first disk has already ground a shorter or longer profile piece has, also the second wheel, depending on the number of teeth of the Ra to be ground and the angle of inclination of the grinding wheel. However, as a result of the non-simultaneous or only partially simultaneous grinding of the two grinding wheels, the grinding time of a wheel is increased.
If the two grinding wheels are ground one after the other, as is always the case with wheels with a smaller number of teeth, the grinding time is even twice as long as in the case where the two grinding wheels grind at the same time, as in the machine of the present invention .
The invention avoids this disadvantage in that two inevitably interconnected rolling systems are provided which execute the rolling movement simultaneously. A grinding wheel is attached to the carriage of each system, one of which grinds the right and the other left tooth flanks.
In the accompanying drawings, the subject matter of the invention is tert erläu, for example. 1 to 4 schematically indicate three different possible embodiments for the machine; FIG. 5 shows the mode of operation of a machine according to FIGS. 3 and 4; 6 to 13 show a further exemplary embodiment, omitting less important details, and FIG. 14 shows an arrangement for special machines.
In Fig. 1, the two slides 3 and 4 slidably arranged on the beds 1 and 2 are connected to each other by means of the roller belts 5 and 6, which are fastened to the rolling cylinder 7 of the wheel 8 to be ground and firmly connected to it. The grinding disks 9 and 10 are arranged on the supports, not shown in the drawing, which are firmly connected to the carriages 3 and 4, so that one of the disks grinds a right tooth flank 14 of one tooth and the other simultaneously grinds a left tooth flank 13 of another tooth.
A rocker arm 12, which is set in motion in a known manner and through which the two carriages 3 and 4 are moved to and fro, is rotatably arranged around a pin 11 which is fixed in space. At the same time, the roller belts 5 and 6 rotate the wheel 8 about an axis 15 fixed in space, so that the carriages 3 and 4 perform the known rolling movement relative to the wheel 8 and the grinding wheels 9 and 10 the involute tooth flanks 13 and 1 -1 as envelopes.
One disk, for example disk 9, always grinds a tooth tip, while at the same time the other disk 10 grinds a tooth root, and vice versa.
Fig. 2 shows a further arrangement with which the simultaneous grinding of two tooth flanks is possible according to the invention. Here the wheel 8 to be ground stands still with the associated rolling cylinder 7 in space. The on the ver in the guides 1 and 2 sliding roller carriage 3 and 4 angeord designated grinding wheels 9 and 10 complete the two movements, namely the rotation about the wheel axis and the longitudinal displacement, from which each rolling movement is put together. The roller slide guides 1 and 2 are arranged on the rocker 19, which can be set in a swinging motion around the pin 15, that is, the wheel axis by known means.
When rotating the rocker 12, the roller slides 3 and 4 together with the grinding disks 9 and 10 rotates around the wheel axis 15 ge and at the same time through the roller belts and 6, on the one hand to the rolling carriage 3 and 4, on the other hand to the stationary in space Rolling cylinder 7 are attached, moved in the guides 1 and 2, whereby the rolling movement occurs. In this arrangement, too, just as in the case of the ones according to FIG. 1, one grinding wheel grinds a tooth tip, the other at the same time a tooth root.
With a further arrangement shown in FIGS. 3 and .1: it is not only possible to grind two tooth flanks at the same time, as with the arrangements according to FIGS. 1 and 9, but you can even have symmetrical profile sections at the same time, that is to say at the same time, for example grinding the tooth heads, and at the same time grinding the tooth roots, which makes it even more precise. Involute profiles can be generated.
A mathematically precise involute tooth flank can only be obtained if the tooth is ground in such a way that profile pieces of the same length are coated by the Sclilrifschei.be at the same time.
In all known machines that work with two grinding wheels and a rolling wheel, as well as in the arrangements according to FIGS. 7 and 2, the head parts of the involute are always faster and thus less well ground than the foot parts, and thus the tooth profile unevenly sanded. A uniform overgrinding of the profile, which is only possible if the generating speed can be continuously changed, therefore requires a different generating speed when grinding the tooth tip than when grinding the tooth root.
However, these relationships can not be brought about in the known machines, both with two grinding wheels forming the flanks of a rack tooth and rolling wheel, as well as in the arrangements according to FIGS. 1 and 2, because always when the one wheel is Head profile processed, the other grinds a foot section.
For the same reason, it is also impossible, for example, to bend the tooth curve at the head a little more than the exact involute, as is known to be advantageous for bringing about a smooth engagement of a loaded gear, the teeth of which bend slightly under the tooth pressure, without changing the tooth root curve at the same time.
3 and 4 schematically show the floor plan of an exemplary embodiment of the machine perfected in this way, FIG. 3 in one end position and FIG. 4 in the other end position of the rolling. For the sake of clarity, a pitch circle with the diameter d '"of the base circle of the toothing is assumed. In this case, the plane of the grinding wheel is perpendicular to the straight line 5 or on the plane that rolls on the pitch circle.
However, a pitch circle with a larger diameter can just as well be used with a corresponding grinding wheel angle. The roll arch 7 from the base circle diameter because the toothing is fixed in space. The wheel 8 to be ground is firmly connected to the rolling arc 7 during rolling, that is to say it is also stationary with respect to its axis of rotation during rolling. The grinding wheels 9 and 10 are rotatably mounted on supports 16 and 17, which can be moved in the direction of the grinding wheel plane. Two swivel arms.
18 and 19, on which the roller carriages 3 and 4 are slidably mounted in the direction of the grinding wheel axis, wear the grinding wheel supports 16 and 17. By adjustable in length in a known manner push rods 20 and 21, whose end points are moved in the guides 22 and 23 can be, the pivot arms 18 and 19 are moved back and forth about the wheel center.
The oscillating movement of the two swivel arms 18 and 19 comes about because a slider 24, with which the two push rods 20 and 21 are connected, by an out-of-round, with constant angular velocity always in the same sense. rotating pulley 25 is pushed back and forth. The roller carriages 3 and 4 are connected to the roller arch 7 in a known manner by means of roller belts 5 and 6.
The two grinding wheels are adjusted in relation to the tooth flanks so that they touch them in symmetrical profile points or the tooth profiles at the same time at equal distances from the center. If the two pivot arms 18 and 19 are moved back and forth during the rotation of the pulley 25, the two straight lines 5 shown by the roller belts roll on the base circle with the diameter of the toothing, -and the two grinding wheels develop two at the same time symmetrical involutes,
namely, when the pulley 25 is rotated, the tooth flank is ground once from the tooth tip to the tooth root and back to the tooth tip. After such a cycle or after each rotation of the pulley, the grinding wheel supports 16 and 17 are pulled back in the direction of the grinding plane in a known manner, the wheel is rotated in a known manner by a tooth pitch and then two white direct tooth flanks are ground.
If in the machine according to FIGS. 3 and 4 the rolling takes place in such a way that, as shown in FIG. 5, the point of contact T of the tangent on the periphery of the base circle proceeds at a constant speed, the rolling speed is therefore constant, then the same central angles g1, #cs, Sps corresponding curve pieces 11, 12, 13 become longer with increasing angle y.
From FIG. 5 it can be seen immediately that the two beams 0T and PT run through the same angles at the same times, that is to say have the same angular speeds.
Since the length of the tangent PT is also equal to the arc length POT <I> = </I> ro <I>. y, </I> then is the instantaneous tangential speed v of the point P if the angular speed of the beam 0T during rolling is denoted by m, v = ra # r # uo. So that what is aimed for, the tangential velocity v is constant, must be
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According to the above equation, the curve of the pulley is to be designed in such a way that
that at a constant angular speed of this wheel, the contact point of the grinding wheel and tooth profile progresses at approximately constant speed. This achieves the very important advantage of the uniform grinding out of the tooth profiles mentioned at the outset.
Conversely, you can of course also create a longer grinding out of a certain profile piece by appropriately designing the grooved disk curve and use this means, for example, to achieve the above-mentioned stronger curvature of the top tooth curve.
So while all three arrangements according to Figs. 1 to .1 with two inevitably interconnected rolling systems and two grinding wheels as a result of simultaneous grinding of the two grinding wheels, a grinding time that is up to 50% shorter than the known machines with only one such machines work much more economically than the latter,
Thus, the special arrangement according to FIGS. 1 and 1 also gives even more precise involute profiles and, moreover, enables the profile correction mentioned above in a simple manner.
In the arrangement according to FIGS. 3 and 4, it was assumed that grinding wheels of such a large diameter were used so that a feed in the longitudinal direction of the tooth is superfluous.
It can also contain disks with a smaller diameter and then move the grinding disks and the wheel to be ground against each other during rolling in the longitudinal direction of the tooth in a known manner, regardless of whether this feed is given to the grinding wheels or the wheel. It goes without saying that this applies to all of the arrangements in FIGS.
FIGS. 6 to 13 show an embodiment of such a machine, omitting all details not necessary for understanding, FIG. 8 shows a side view of the machine with a cut through the dividing head, FIG. 9 shows a view from the operator side seen, niit t # ineni section through the locomotor organs of the celvation,
C3 shows the floor plan with a section along the line AA of FIG. 9, and FIG. I shows the outline of the arrangement of the drives for the rolling and feed movement; FIG. 1.0 shows the structure of the swivel arm, rolling element, rotating part and grinding support shown, and FIG. 11 shows part of these organs in section;
Figures 12 and 13 finally show the dividing device of the machine.
The swivel arms 18 and 1.9, which are rotatable about the pin 15 firmly connected to the machine stand 26 (Fig. 9, (; and 1f)) and rest on bed guides 27 and 28, carry the two rolling carriages 3 and 4 which the two rotating parts 29 iind 30 are mounted.
On the two roller slides 3 and I (FIG. G), the two roller belts 31 and 32, which can be firmly connected to the carriages, are arranged displaceably perpendicular to the roller slide guides and carry the roller belts 5 and 6 the rolling cylinder 7, which is stationary in space, are fastened.
The grinding wheels 9 and 7.0 (FIG. 9) driven by the grinding motors are mounted on the supports 16 and 1.7, which can be displaced in the direction of the grinding wheel plane on partially rotating parts 29 and 30. Di- two Swivel arms 18 and 19 are in one in their length adjustable push rods 20 and 21 (Fig. 6).
Slider 21 is jointly connected, which can be moved on a prism 33 (FIG. 9). The sliding piece 2.1 can mean with. himi articulated, about the pin 31 of the cam 25 moving rocker 3 <i are moved (Fig. 9).
The pin 31 can be adjusted so that the path of the sliding piece 91 can be changed. The X-cam 25 is driven by a notor 36 (FIG. 7) via the stepped disks 37 and 38, with the interposition of change gears shown schematically in FIG. 9 by means of a worm 39 (FIG. 8) and a worm wheel 40.
The wheel 8 to be ground is rotatably clamped between centers on the workpiece slide 42 which can be opened and moved by the lever 41 (FIG. 8). A length-adjustable connecting piece 43 connects the lever 41 to the rocker 46, which is moved back and forth by a non-circular disc 44 around the pin 45. In order to change the stroke of the lever 41, the end of the rod 43 can be articulated with the rocker 46 known type to be moved.
The non-circular disk 44 is driven by the worm wheel 47 (FIG. 7), which is rotated by a worm 49 which sits on the shaft of the belt pulley 48 driven by the motor 36. The wheel to be ground 8 is connected by carriers with the spindle 50 (Fig. 8) on which the partial wheel 51 is seated. With a spring-loaded partial lever 52 (Fig. 12), which engages in a tooth gap of the partial wheel 51, this and with it the wheel to be ground 8 is held with respect to the axis of rotation.
For the purpose of rotating the wheel 8 by one pitch, the rod 55 and the associated lever 52 is lifted out of the tooth gap when the shaft 53 is rotated by the cam 54, and then the rod 56, the lever 57, which is adjustable in length, is then lifted by a cam 69 and moves the switching arm 58 connected to it, on which a pawl 59 is arranged. This will push the wheel forward one or more pitches. Then, as a result of the further rotation of the partial shaft 53 in the direction of arrow 60, the partial lever 52 can fall again into a tooth gap, whereby the wheel is held against rotation. The spring 61 of the lever 57 with the switching pawl 59 is guided back into the original position.
The partial shaft 53 (Fig. 8) is driven by a bevel gear arch 62 fixed on the cam 25, which intermittently meshes with a conical piston 63 (Fig. 9), via the two bevel gear 64 and 65 (Fig. 8).
In the end position of the rolling position corresponding to FIG. 3, the rod 66 (FIGS. 6 and 9) is displaced in the direction of its axis by the cam 67 fastened to the stand, and the movement is effected by means of the various levers shown in FIG transferred in a known manner to the grinding wheel carrier 16 in such a way that it is pulled away from the wheel center point, namely so far that the teeth of the wheel 8 do not touch the grinding wheel.
In the same way, the grinding wheel carrier 17 is also pulled away from the wheel center in the end position of the rolling.
The mode of operation of this spur gear grinding machine is as follows: The pivoting arms 18 and 19 are continuously pivoted to and fro by the continuously rotating cam disk 25, and the two grinding disks 9 and 10 continuously perform the rolling movement.
As a result of the continuously rotating cam 44, the wheel 8 to be ground is continuously moved up and down. When the cam 25 assumes a position rotated by the angle AMO (FIG. 3) relative to the illustrated end position, the grinding supports 3 and 4 are withdrawn under the action of curves 6 7. If the cam 25 has rotated further by the distance <I> AB </I>, then the grinding wheels 9 and 10 are retracted so far that the wheel 8 can be rotated.
Even during the retraction of the grinding support is lifted by the cam 54 (Fig. 12) of the lever part 52, after the cone piston 63 (Fig. 9) with the disc on the cam 25 attached bevel gear arc 62 (Fig. 8) to Intervention has taken place. The pivoting movement of the partial lever 52 is ended when the cam 25 is in a position removed by the distance from the end position shown in FIG. 3, or when the grinding supports 3 and 4 are completely withdrawn are.
At this moment, under the action of the cam 69 (FIG. 12), the switching arm 58 starts moving in the direction of the arrow 68 and, by means of the pawl 59, rotates the partial wheel 51 together with the workpiece 8 by the amount of a pitch of the wheel 8. If the cam disk 25 has rotated the path BC (Fig. 3), the switching movement of the arm 58 is ended, that is, the 1 \ Tocken 69 is now located directly under the rod 56. At the same time, the rod connected to the lever part 52 slides 55 down over the Noeken 54 and the partial lever 52 falls into a tooth gap of the partial wheel 51.
By rotating the cam disk 25 by the angle O, lIC beyond the end position or the dead center position, the direction of the rolling movement had already been reversed and the shift rods 66 had returned to a reverse movement on the stop cams 67, so that the grinding supports under the influence of springs acting on them, not shown in the drawing, approach the wheel axle again. In the meantime, the switching arm 58 has also returned to its original position under the action of the spring 61.
If the cam disk 25 has reached a position looking beyond the dead center position by the angle 031D, the movements of the partial process are ended and the grinding supports are back in their original position, which they assume during the grinding process, and the grinding disks begin with the Machining a new tooth flank pair, that is. a new cycle begins.
During the part process just described, neither the drive of the rolling movement nor that of the feed movement of the workpiece carriage 42 or of the wheel 8 is switched off. These two movements are only interrupted when all the teeth of the wheel are ground. This continuous grinding process, during which none of the main movements, neither the rolling movement nor the feed movement. needs to be turned off to enable the partial process, results in a calm and reliable grinding process.
After the grinding process has ended, the machine can be switched off in a known manner, for example by means of a cam attached to the indexing disk, which mechanically or electrically switches either the switch of the drive motor 36 or a switch between the cam disk 25 (Fig. 7) and the motor 36 built-in detachable connection.
A machine for grinding large wheels, such as those for steam turbine reduction gears, is built so that the grinding wheels feed in the longitudinal direction of the teeth while the wheel is stationary. In this case it is only rotated at the moment of sharing. but stands still in space during the entire grinding process.
In order to increase the machine output, it is advantageous to arrange two grinding wheels <I> A </I> and <I> B <I> A </I> and <I> B </ I> on. The one disc. For example, washer <B> A </B>, then roughs the tooth flanks and washer B finishes them.
In the introductory description, rolling cylinders and rolling belts are always named as rolling elements, but of course other suitable organs, such as racks and gears, etc., can also take their place.
If the blade edge of the grinding wheel is replaced by that of a milling cutter or planing steel, then involute gears can also be milled or planed in the same way with suitably built machines.