Maschine zum Schleifen von Gerade- und Schrägzahnflanken nach dem mittels Rollkörper und Rollbänder erfolgenden Abwälzverfahren, wobei die Mantelfläche des Rollkörpers kreisbogenförmig bezw. kreisförmig ist. Das Schleifen der Flanken von Gerade zahn- und Schrägzahn-Stirnrädern oder ähn lichen Teilen nach dem Abwälzverfahren unter Anwendung von Rollkörpern und Roll- bändern geschieht nach bekannten Vorschlä gen so, dass die Wälzbewegung des Werk stückes durch einen Schlitten vermittelt wird, auf dem eine Achse drehbar ist, die sowohl das Werkstück wie den diesem grössenmässig angepassten Rollkörper trägt.
Bei einem Rollkörper von kleinerem Durchmesser ist die Mantelfläche desselben nicht kreisbogen förmig, sondern kreisförmig. Die Mantel fläche des Rollkörpers, mit welcher zwei dünne Stahlbänder (Rollbänder) verbunden sind, deren freie Enden von zwei Stützen (Rollbandständern) derart gehalten werden, dass die Stahlbänder unter kräftiger Span nung stehen, rollt sich bei der nacheinander hin und her in Richtung der Bandlängen vor sich gehenden Schlittenbewegung an den Bandflächen ab. Hierdurch bearbeiten Schleifscheiben die Zahnflanken des Werk stückes so, dass sie einen evolventenförmigen Verlauf nehmen.
Nun ist es häufig erwünscht, den Zahn flanken sowohl an Gerade- wie an Schräg zähnen von Zahnrädern und dergleichen Werkstücken einen von der Evolvente abwei chenden Verlauf zu erteilen. An solchen hochbelasteten Werkstücken treten nämlich infolge starker Biegungsbeanspruchungen Verformungen auf, welche das Zahnprofil aus seiner der Evolvente entsprechenden Lage herausbringen. Diese Verformung führt dann zu stossweisen Eingriffen und einer besonders starken Abnutzung des Zahn kopfes, der man durch Zurückverlegung des Zahnkopfprofils zu begegnen sucht.
Um solche von der Evolvente abwei chende Zahnkopfprofile zu erzielen, kann man bei der Herstellung geschliffener Zahnflanken an Stirnrädern mit Gerade und Schrägzähnen zwar Profilschleifscheiben oder sogenannte Läppräder anwenden. Aber diese Mittel haben gewisse Nachteile und man hat daher bei den bevorzugten, sich der Anwendung von Rollbändern und Rollbögen als Wälzorgane bedienenden Schleifmaschi nen für Geradezahnflanken dem Rollbogen stellenweise eine von der Kreisform abwei chende Ausbildung erteilt.
Der an den Roll- bändern sich abwälzende Rollbogen und das mit ihm gekuppelte Werkstück wurde auf diese Weise mit verschieden grossen Halb messern, demnach auch verschieden schnell angetrieben und so die gewünschte Abwand lung des Zahnprofils von der Evolvente er zielt. Aber infolge der starren Verbindung zwischen Rollbogen und Werkstück durch die beide Teile tragende Welle liessen sich, wie schon vorerwähnt, auf diese Weise nur Geradzähne am Werkstück schleifen.
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von Gerade- und Schrägzahn flanken nach dem mittels Rollkörper und Rollbänder erfolgenden Abwälzverfahren, wobei die Mantelfläche des Rollkörpers kreis bogenförmig bezw. kreisförmig ist. Die Er findung besteht darin, dass behufs Erzielung von Profilabweichungen den Rollbändern während des Schleifens eine Zusatzbewegung und hiermit dem Rollkörper samt dem Werkstück eine zusätzliche Drehung erteilt wird.
Zur Erzeugung der Zusatzbewegung kann zweckmässig eine verstell- und auswech selbare Kurve vorgesehen sein, die entweder am Wälzschlitten oder an dessem Antrieb angeordnet ist, wobei die Zusatzbewegung durch mit der Kurve zusammenarbeitende Mittel auf die beweglich, z. B. schwenkbar, angeordneten Rollbandhalter übertragen wird.
Zwar ist es an sich bekannt, den Roll- bandstützen und hiermit auch den Rollbän- dern vermittels einer Hebelübertragung eine praktisch gleichmässige, zum Wälzschlitten gegenläufige Bewegung zu erteilen.
Das ge schieht bei den bereits bekannt gewordenen Vorschlägen dieser Art jedoch nicht zum Zwecke der Erzielung von Profilabweichun gen von der Evolventenform der Zahnflanken am zu bearbeitenden Werkstück, sondern zum Zweck, bei einem für das mit normaler Evolventenverzahnung zu schleifende Zahn rad zu grossen; zylindrischen Rollbogen, die Wirkung eines kleineren Rollbogens herbei zuführen, also zur Lösung einer von dem Ziel vorliegender Erfindung wesentlich an dern Aufgabenstellung.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt in schaubild licher Darstellung die beiliegende Zeichnung.
Bei der dargestellten Maschine ist als Werkstück ein schrägverzahntes Stirnrad an genommen worden, wobei die Bewegungsrich tung des Schleifwerkzeuges, wie durch ein gezeichneten Doppelpfeil p$ angedeutet, um den Schrägungswinkel des Werkstückes zur Werkstückachse geschwenkt vorgesehen ist.
Das zu schleifende Zahnrad 1 sitzt fest auf der Welle 2, welche am gegenüberliegen den Ende den Rollbogen 3 mit kreissektor- förmiger Mantelfläche ebenfalls mit der Welle fest verbunden trägt. Das Zahnrad 1; die Welle 2 und der Rollkörper 3 sind auf dem Wälzschlitten 4 drehbar gelagert. Die Mantelfläche des Rollkörpers ist hier kreis bogenförmig, der Rollkörper ist also hier ein Rollbogen: Die Mantelfläche könnte aber auch kreisförmig sein.
Der Wälzschlitten er hält durch einen nicht dargestellten Antrieb eine wie durch Doppelpfeil p angedeutete Hin- und Her-(Wälz)-bewegung. Ferner ist von der Andeutung einer ebenfalls auf dem Wälzschlitten anzubringenden Teileinrich tung; durch welche die Lücken des Zahn rades nacheinander in Schleifstellung ge bracht werden, Abstand genommen worden: Infolge der Wälzbewegung des Schlittens 4 wird der Rollbogen an den straff gespann ten Rollbändern 5, die den Rollbogen mit den beiden Rollbandhaltern 6 verbinden, abge wälzt und übermittelt diese Wälzbewegung über die Welle 2 dem Zahnrad 1.
Das Schleifen der Zahnflanken geschieht nun derart, dass während der Wälzbewegung des Schlittens 4 das mit hoher Drehzahl um laufende Schleifwerkzeug in der angedeu teten Richtung p' die Zahnlücke durchwan- Das Anpressen der Rolle 20 an die Kurve 21 wird durch eine am festen Ständer 8 abgestützte Schraubenfeder 23 vermittelt, welche gegen einen Bundring 15a der verzahnten Stange 15 drückt.
Bei den Bewegungen des Wälz- schlittens 4 wird durch die in der gewünsch ten Form gestaltete Kurve 21, über die Ge triebeteile 20 bis 11, der Rahmen 10 bis 6 um die Bolzen 7 hin und her geschwenkt, an wel chen Bewegungen auch die Rollbänder teil nehmen. Der Rollbogen 3, welcher sich bei den Bewegungen des Wälzschlittens 4 an den Rollbändern 5 abwälzt, erfährt somit neben der ihm durch die Rollbänder erteilten Ei genbewegung noch eine zusätzliche Drehung und damit das Zahnprofil die gewünschte, von der Evolventenform abweichende For mung.
Die Kurve 21 ist zweckmässig auf dem Wälzschlitten 4 verstellbar bezw. gegen an dere, den jeweiligen Erfordernissen ange passte Kurven auswechselbar angeordnet, um jeweils die gewünschte Sonderform der zu schleifenden Zahnflanken zu bestimmen. Bei der dargestellten Maschine ist, wie erwähnt, die Werkstückachse nicht parallel zur Vor schubbewegung, aber auch wenn die Ma schine Geradezahn - Stirnräder bearbeiten würde und die Werkstückachse parallel zur Bahn der Vorschubbewegung liegt, würde, wie beim Schleifen von Schrägzahn-Stirn rädern, die Flankenformänderung in dersel ben Weise mittels einer Verschiebung der Rollbänder 5 durch die am Wälzschlitten 4 angeordnete Kurve erzielt.
Bei einer Schrägverzahnung, die man sich als lamellenartige, um den Schrägungswinkel versetzte Geradverzahnung vorstellen kann, verlaufen die Zahnflanken schraubenförmig. Beim Schleifen dieser schraubenförmigen Zahnflanken erfolgt die Bewegung des Schleifwerkzeuges 31 in Richtung einer an die Schraublinie auf dem Abwälzzylinder ge legten, dem Schrägungswinkel entsprechen den Tangente.
Der Weg des Wälzschlittens 4, im Bild durch Doppelpfeil p gekennzeich net, muss aus diesem Grunde grösser sein, als für das Schleifen der Zahnflanken einer Ge- radverzahnung notwendig wäre, da durch die schräge Bewegungsrichtung des Schleifwerk- zeuges in bezug zur Werkstückachse das Schleifwerkzeug nicht in der Mitte des Wä1z- schlittenweges bleibt, sondern sich in Abhän gigkeit der Bewegungsrichtung des Schleif- werkzeuges dem einen oder dem andern Ende des Wälzschlittenweges nähert.
Um aber das, wie vorher beschrieben, ab zuwandelnde Zahnprofil, das von der auf dem Wälzschlitten 4 angebrachten Kurve er zeugt wird, in jeder Stellung des Schleif- werkzeuges symmetrisch zur Zahnlücken mitte zu erhalten, muss die Kurve 21 bezw. als Relativbewegung hierzu die Rolle 20 in eine jeweilige, diese Symmetrielage erzeu gende Stellung in bezug zum Wälzschlitten- weg gebracht werden.
Diese Einstellung wird zweckmässig mittels einer Gleitbahn vorge nommen, deren Schräglage der des Schleif werkzeuges gegenüber der Werkstückachse entsprechen muss.
Im angeführten Beispiel wird diese Auf gabe derart gelöst, dass eine Verschiebung der Rolle vorgenommen wird, zu der die nachstehend erläuterte Einrichtung dient. Die Rolle 20, die, wie schon beschrieben, über der Stange 19 und dem Büchsenrad 18 im Hilfsschlitten 22 gelagert ist, wird an der am Wälzschlitten 4 befestigten Kurve 21 verschoben, und zwar erfolgt die Verschie bung innerhalb des Wälzschlittenweges. Die Bewegungsrichtung der Rolle ist der Wälz- schlittenbewegung gleich gelagert und wird durch den Hilfsschlitten 22 übermittelt. Der Hilfsschlitten 22 ist durch den Bolzen 24 über den Gleitstein 25 mit dem Schlitten 27 verbunden, wobei der Gleitstein sich in der schwenkbaren Gleitbahn 26 führt.
Wird- nun der Schlitten 27 in der durch Doppelpfeil p' angedeuteten Richtung, also parallel zur Werkstückachse 2, verschoben, so bewegt sich die auf dem Schlitten befestigte drehbare Gleitbahn 26 ebenfalls in der an gedeuteten Richtung p'. Befindet sich hier bei die drehbare Gleitbahn in einer Schräg lage, das heisst von einer der Bewegungsrich tung des Schlittens 27 abweichenden Lage, so dert und gleichzeitig infolge der Wälzbewe- gung beide Flanken der Zahnlücke evolven- tenförmig bearbeitet.
Nach Bearbeitung einer Zahnlücke teilt die schon erwähnte Teileinrichtung das Rad um eine Zahnlücke weiter, so dass jetzt die Zahnflanken dieser Lücke geschliffen werden. Auf diese Art wird Zahn für Zahn weiter geteilt, bis alle Zahnlücken bearbeitet sind. Hierbei kann die Weiterteilung des Rades nach einmaligem Durchlauf der Zahnlücke, wie auch nach einem Hin- und Hergang erfolgen.
Auch kann die Teilung erfolgen, wenn das Schleifwerkzeug vor oder hinter dem Zahnrad ausläuft. Ist bei einer Umdrehung des Zahnrades die notwendige Oberflächen güte oder Zahnstärke nicht erreicht - in den meisten Fällen ist bis zur Fertigstellung eine mehrfache Umdrehung notwendig - wird das Schleifwerkzeug zwecks weiterer Span abnahme in Richtung des Zahnlückengrundes beigestellt und die Arbeitsfolge wiederholt sich, bis das Arbeitsstück fertiggestellt ist.
Wie schon beschrieben, verbinden die bei den straff gespannten Rollbänder 5 den Roll- bogen 3 mit den beiden Rollbandhaltern 6; letztere sind um den Bolzen 7 im ortsfesten Ständer 8 schwenkbar gelagert.
Bei bisher bekannten Maschinen mit ver stellbaren Rollbandhaltern, zwecks nach spannbarer Befestigung der Rollbänder bezw. zum Ausrichten des Rollbogens, blei ben die Rollbandhalter während des Arbei tens der Maschine festgestellt. Wenn die Rollbandhalter feststünden, so würde, wenn sich der Wälzschlitten 4 in horizontaler Richtung, wie dies durch Doppelpfeil p an gedeutet ist, hin und her bewegt, sich der Rollbogen 3 an den Rollbändern 5 abwälzen und das Schleifwerkzeug 31, welches eine oder zwei geradflächige Zahnflanken einer Zahnstange verkörpert, würde am Werkstück 1 normale, evolventenförmige Zahnflanken erzeugen.
Die durch den Quersteg 9 mittels der Bolzen 10 gelenkig miteinander verbundenen, also einen um die Bolzen 7 schwingbaren Rahmen bildenden beiden Rollbandhalter 6, erteilen bei ihrer Schwingbewegung den Roll- bändern 5 infolge des Schwingungsbogens an ihren Befestigungspunkten 5a kleine Senk rechtbewegungen, was die Genauigkeit der angestrebten Flankenform nur unwesentlich beeinträchtigt. Überdies könnte diese Wir kung durch bauliche Massnahmen genügend aufgehoben oder völlig ausgeglichen werden:
Der genannte Rahmen 6; 9; 10 erfährt also während der arbeitsmässigen Querbewe gung des Wälzschlittens 4 durch Ausschwen- kung um 7 eine Verschiebung;
dadurch wird über die Rollbänder 5 dem. Rollbogen 3 eine zusätzliche Bewegung erteilt, das heisst die Zahnflanke des Werkgutes wird während dieser Zeit einer von der Evolvente abwei chenden Formänderung unterworfen. Der Quersteg 9 und mit ihm der Rahmen 6, 9, 10 wird durch die am Steg festsitzende Mut ter 11, welche auf der drehbaren Gewinde spindel 12 geführt wird, verschoben, wenn die Spindel 12 gedreht wird. Die Gewinde- Spindel 12 ruht in den beiden Lagern 13 des festen Ständers 8;
sie trägt am einen Ende ein auf ihr festes Zahnrad 14, welches durch die oben und unten verzahnte Stange 15, die mittels des Zahnrades 16 auf und ab bewegt wird, seine Drehung erhält.
Das Zahnrad 16 sitzt fest auf einer Viel keilwelle 17, auf der weiterhin ein Büchsen zahnrad 18 längsverschiebbar gelagert ist. Dieses Büchsenzahnrad 18 wird von einer, Stange 19 unterquert. Sie ist im Bereich des Zahnrades 18 gezahnt ausgeführt und kämmt mit der Verzahnung des Rades 18. Die Stange 19 ist beiderseits ihrer gezahnten Strecke längsverschiebbar in einem Hilfs schlitten 22 gelagert.
Ihr dem Wälzschlitten 4 zugekehrtes Ende läuft gabelartig aus und in der Gabellücke ist eine Rolle 20 um eine vertikale Achse drehbar gelagert: Letztere kann an der Laufbahn einer am Wälz- schlitten 4 befestigten Kurve 21 entlang laufen.
Der Hilfsschlitten 22 dient ferner zur drehbaren Lagerung der Vielkeilwelle 1'T mit den sie besetzenden, gezahnten Dreh- teilen 16, 18; er kann auf nicht dargestellten Führungen des Maschinengestelles gleiten. wird bei Verschiebung des Schlittens der über Gleitstein 25 und Bolzen 24 verbundene Hilfsschlitten 22 eine Verschiebung in seiner Gleitrichtung senkrecht zur Werkstückachse ausführen, die über die beschriebenen Ele mente der Rolle 20 vermittelt wird. Die Ver schiebung des Hilfsschlittens wird um so grö sser sein, je mehr die Richtung der Gleitbahn 26 von der Bewegungsrichtung des Schlit tens 27 abweicht.
Der Schlitten 27 erhält seine Verschie bung über die Mutter 29 durch die Gewinde spindel 28. Der Antrieb der Gewindespindel 28 wird von dem nicht dargestellten Antrieb für die Schleifwerkzeug-Längsbewegung der art abgeleitet, dass die Verschiebung des Schlittens 27 von dieser Längsbewegung in Richtung und Grösse abhängig ist.
Wird die Gleitbahn 26, entsprechend dem Schraubensteigungswinkel des zu schleifen den Stirnrades, schräg zur Werkstückachse 2 eingestellt, so muss die Rolle 20 mittels des Hilfsschlittens 22 stets eine der jeweiligen Stellung des Schleifwerkzeuges entsprechende veränderte Lage zur Kurve 21 einnehmen, das heisst die Zahnflanke wird in jeder ach- sialen Zone den gleichen angestrebten Schliff erhalten. Werden Geradezahn-Stirnräder ge schliffen, so ist die Gleitbahn 26 auf 0 Grad, also parallel zur Achse 2 einzustellen, oder der Antrieb des Schlittens 27 wird von dem Antrieb für die Längsbewegung des Schleif- werkzeuges abgekuppelt.
Gegenüber den bisherigen Herstellungs methoden von Sonderzahnflanken werden mit der dargestellten Maschine beachtliche Fortschritte erzielt und neue Möglichkeiten geschaffen. Denn: Zunächst sind Roll- bögen mit von der Kreisform abweichen der Mantelform schwieriger herzustellen als flache, profilierte Kurven, welche ausser dem leichter auswechselbar und mehrteilig ausführbar sind.
Ferner werden über Roll- bögen mit abgewandelter Form laufende Rollbänder infolge der hierbei auftretenden, unterschiedlichen Spannungen sehr stark be ansprucht, während nunmehr der zylindri- sehe, normale Rollbogen auch für diese Art von zu schleifenden Zahnflanken bestehen bleibt. Überhaupt ist die Zurückverlegung der Zahnflankenteile durch einen gegenüber der Kreisform geänderten Rollbogen nur in einem derart geringen Masse durchführbar, dass solche Änderungen gegenüber der Nor- malevolvente den heutigen Anforderungen nicht mehr in allen Fällen genügen.
Ausser dem ist es möglich, eine unterschiedliche Kor rektur an beiden Zahnflanken durch entspre chende Ausbildung der Kurve 21 vorzuneh men, welche Schleifarbeiten bisher wegen der hierdurch notwendigen unterschiedlichen Rollbandlängen schlecht erzielbar waren.
Darüber hinaus ist es erst mit der darge stellten Maschine möglich, korrigierte Zahn flanken auch an Schrägzahn-Stirnrädern an zuschleifen, also Handlungen, die so lange unmöglich bleiben, solange die Korrektur am Rollbogen selbst vorgenommen ist, da dieser ja fest mit dem zu schleifenden Schrau benrad gekuppelt wird.