Schleifverfahren für Keilwellen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleif- C verfahren, welches zum Schleifen von Keilwellen dient, sowie eine Verfahren zur Durchführung dieses Verfahrens.
Gemäss der bestehenden Praxis werden die Keil wellen auf folgende Art hergestellt: Die Nuten und Keile werden durch Vorfräsen auf einer Abwälzfräsmaschine ausgefräst, wobei die Bearbeitung nur so weit erfolgt, dass die genauen Masse durch Schleifen erreicht werden können, das heisst das Vorfräsen wird mit der sog. Schleiftoleranz vorgenommen. Nach dem Vorfräsen wird die Keil welle zwischen Spitzen gespannt und das Schleifen geschieht dann dadurch, dass die Schleifscheibe längs der Welle durch Nuten und über Keile fährt, wobei nach jedem Durchgang der Schleifscheibe die Welle mit Hilfe eines Teilapparates um eine Teilung ge dreht wird.
Die Bearbeitung erfolgt demnach für jede Nute und jeden Keil derart, dass nicht ein Keil und eine Flanke fertig geschliffen, bevor die nächstfol gende bearbeitet wird, sondern es werden ungefähr alle Teile gleichzeitig fertig.
Dieses Vorgehen weist gewisse Nachteile auf. Teilapparate sind sperrig und gestalten ein Bearbei ten vor allem kleinerer Teile schwierig. Auch ist das Lagern von Keilwellen zwischen den Spitzen vor allem bei langen Wellen, auf welchen ein kleines Teilstück als Keilwelle ausgebildet ist, für die Bear beitung bezüglich Genauigkeit vielfach unbefriedi gend, denn diese langen Wellen sind zu wenig starr, biegen sich beim Bearbeiten leicht durch und geben so zu Teilfehlern Anlass. Da die Komponente des Durchbiegens immer eine Unbekannte sein wird, so kann vor allem bei langen Wellen eine gewisse Genauigkeit der Bearbeitung nicht überschritten wer den.
Das erfindungsgemässe Schleifverfahren, welches diese Nachteile umgeht, ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine vorbearbeitete Keilwelle an zwei Keil flanken aufspannt, zwischen welchen eine gerade Anzahl weiterer Keilflanken liegt, und dann zwei weitere Keilflanken schleift, und dass man diese Flan ken anschliessend als Aufspannflanken benützt, um zwei weitere Flanken zu schleifen.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver fahrens ist gekennzeichnet durch zwei offene Lager stützen zur Aufnahme der zu bearbeitenden Keil welle, ferner durch eine Spanneinrichtung mit schwenkbarem Spannarm, in dessen Kopfstück min destens zwei verschiebbare Spannkeile angeordnet sind, sowie durch eine Schleifscheibe, das Ganze derart, dass das vorbearbeitete Arbeitsstück beid seitig des Keilteils der Keilwelle gelagert und mittels der Spannkeile bei gegen die Lager geschwenktem Spannarm festgehalten wird, um geschliffen zu wer den.
Die Erfindung wird anhand des in den folgenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels er läutert.
Es zeigen: Fig. <B>1</B> eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Schleifen von Keilwellen, Fig. 2 eine Aufsicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1.
Die Schleifvorrichtung weist einen Ständer<B>1</B> auf mit einer Bodenplatte 2 und zwei Lagerböcken<B>3.</B> Die Lagerböcke<B>3</B> sind in ihrem Oberteil mit<B>je</B> einer offenen Lagerstütze<B>5</B> ausgerüstet, in welche eine zu bearbeitende Keilwelle eingelegt wird. Auf der Boden platte 2 ist eine Spanneinrichtung angebracht, wobei auf einem Support<B>6</B> ein Spannarm<B>7</B> mittels eines Drehzapfens<B>8</B> schwenkbar gelagert ist. In seinem Oberteil trägt der Support<B>6</B> eine Nockenwelle<B>11,</B> die mittels eines Handgriffs<B>9</B> über einen Hebel<B>10</B> gedreht werden kann. In seinem Mittelteil weist der <B>M</B> Spannarm<B>7</B> einen Bügel 12 auf.
Auf dem Spannarm<B>7</B> sitzt ein Kopfstück<B>13,</B> in dessen oberer und unterer Führungsöffnung 20 bzw. 21<B>je</B> ein Nasenkeil 14 verschiebbar angeordnet ist. In einer mittleren Führungsöffnung 22 ist ein Doppel- nasenkeil <B>15</B> verschiebbar angeordnet, in dessen der Keilwelle abgewandtes Ende das Gewinde einer Ein stellschraube<B>16</B> eingreift. Eine Justierschraube <B>17</B> befindet sich im der Keilwelle 4 abgewandten Teil des Kopfstückes<B>13,</B> während Blockierschrauben<B>18</B> im Kopfstückoberteil eingeschraubt sind.
Die Schleif- scheiben-Mittelebene <B>60</B> geht durch die Achse der zu schleifenden Keilwelle 4. Sie muss auf der durch die Keilwellenachse gehende Symmetrieebene<B>61</B> des Doppelnasenkeils senkrecht stehen.
Der Schleifvorgang mit dieser Vorrichtung wickelt el sich wie folgt ab: Die zu schleifende, vorgefräste Welle 4 wird in die Lagerstützen<B>5</B> derart eingelegt, dass die Welle unmittelbar anschliessend an ihren Keilwellenteil <B>ge-</B> stützt wird, wodurch die Stützweite klein wird und das Werkstück bei der Bearbeitun- nur unmerkliche Durchbiegungen erfährt.
Die Keilwelle 4 weist die in Fig. <B>1</B> mit Bezugs zeichen versehenen Flanken 30-45 und Nuten- gründe <B>46-53</B> auf. Die Keilwelle 4 wird in den Lagerstützen<B>5</B> derart eingelegt, dass die Schleifmittel- ebene <B>60</B> durch die Mittelebene eines Keils der Welle 4 geht.
Hierauf wird der Handgriff<B>9</B> am Support<B>6,</B> der sich in der untern Lage befindet, nach oben gedreht, womit über den Hebel<B>10</B> die Nockenwelle <B>11</B> betätigt wird und, wie aus Fig. <B>1</B> ersichtlich, der Spannarm<B>7</B> um den Drehzapfen<B>8</B> gegen die Keil welle geschwenkt, so dass die Nasen der Nasen- keilstücke 14 auf die Flanken 34 und<B>37</B> der Keil welle 4 zu liegen kommen. Dabei ist speziell zu bemerken, dass diese Nasenstücke an den Keilflanken 34 und<B>37</B> und nicht im Nutengrund 48 bzw. 49 aufliegen.
Zwischen diesen beiden Flanken 34 und <B>37</B> liegen die Flanken<B>35</B> und<B>36,</B> das heisst eine gerade Anzahl von Flanken. Die Keilwelle ist nun in dieser Lage fest eingespannt. Die Schleifscheibe ist derart beschaffen, dass sie die Keilflanken<B>30</B> und<B>33</B> sowie die anschliessenden halben zugehörigen Nuten- gründe der Nuten 46 und 47 schleift. Diese Teil flächen werden gleichzeitig auf Fertigtoleranzen ge schliffen. Hierauf wird der Arm<B>7</B> durch Drehen des Handgriffes<B>9</B> über die Nockenwelle<B>11,</B> die am Bügel 12 aufläuft, zurückgeschwenkt und die Keil welle 4 um<B>900</B> in den Lagerstützen<B>5</B> im Uhrzeiger- sinn gedreht.
Hierauf wird in beschriebener Weise der Spannarm<B>7</B> wiederum gegen das Werkstück ,geschwenkt und dieses mittels der beiden nun auf die bearbeiteten Keilflanken<B>30</B> und<B>33</B> auflaufenden Nasenkeile 14 eingespannt. Im anschliessenden Schleifgang werden die Keilflanken 45 und 42 sowie <B>C</B> die halben anschliessenden Nuten<B>52</B> und<B>53</B> ge schliffen. Dieser Prozess wird so lange fortgesetzt, bis die Keilflanken<B>30</B> und<B>33,</B> 34 und<B>37, 38</B> und 41, 42 und 45 sowie die dazugehörenden halben Nuten- grundteile fertia bearbeitet sind.
Hierauf wird die Keilwelle 4 um 451> in den Lagerstützen<B>5</B> gedreht, und der Spannarm<B>7</B> wiederum gegen das Werkstück geschwenkt. Die Einstellschraube<B>16</B> wird verstellt, so dass der Nasendoppelkeil <B>15,</B> dessen Nasen im der Symmetrieebene<B>61</B> zugewendeten Teil keilförmige Flanken besitzen, den Keil an den bereits bearbeiteten Flanken<B>37</B> und<B>38</B> umfasst. Die Schraube<B>16</B> wird so lange gedreht, bis das Werkstück gut eingespannt in den Lagerstützen<B>5</B> ruht.
Der Doppelkeil<B>15</B> wird mittels der Schraube<B>16</B> so weit vorgetrieben, dass die beiden Nasenkeile 14 die Keilwelle nicht mehr berühren und diese nur durch den Doppelkeil<B>15</B> auf die Lagerstützen<B>5</B> ge drückt wird.
Beim nächsten Schleifvorgang werden nun die bisher unbearbeiteten Zahnflanken<B>32</B> und<B>35</B> sowie die entsprechenden halben Nutengrundteile geschlif fen. Daraufhin wird das Werkstück wiederum um <B>900</B> in bekannter Weise gedreht, so dass beim näch- .sten Schleifvorgang die Flanken<B>31,</B> 44, dann 43 und 40 mit den dazugehörenden Nutengrundteilen ge schliffen werden. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Welle fertig geschliffen ist.
Wenn die Schleifscheiben-Mittelebene <B>60</B> und die Symmetrieebene<B>61</B> durch Keilwelle und Doppel- nasenkeil <B>15</B> bei aufgespanntem Werkstück nicht in einer der Teilung entsprechenden genauen Lage züi- einander stehen (im vorliegenden Falle 900), so erge ben sich Teilungsfehler, was sich in ungleich breiten Keilen und Nuten äussert.
Es ergibt sich ohne weiteres, dass sich diese Fehler addieren, so dass schon kleinste Ungenauigkeiten in der Teilung fest stellbar werden und die Vorrichtung in nachstehend beschriebener Weise justiert werden muss.
Wenn der Winkel in der ersten Phase der Auf- spannung mit den Nasenkeilen 14 zu gross ist, so können die Blockierschrauben<B>18</B> gelöst und der obere Nasenkeil 14 mittels der Justierschraube <B>17</B> gegen die Keilwelle 4 geschoben werden. Dadurch wandert der Auflagepunkt der Keilflanke 34 nach innen.
Umgekehrt kann durch Zurückziehen des obern Nasenkeils 14 die Keilwelle derart gedreht werden, dass ein zu kleiner Winkel der beiden Ebenen auf <B>900</B> vergrössert werden kann.
Um die Einstellung der Mittelebene<B>61</B> des Nasendoppelkeils <B>15</B> zu ermöglichen, ist im Support <B>6</B> ein Exzenterpassstift vorgesehen, welcher erlaubt, diesen Support<B>6</B> bezüglich den Lagerstützen<B>5</B> par allel zur Bodenplatte zu verschieben.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die Vorrichtung dazu dient, Keilwellen gleichen Durchmessers und gleicher Keilbreite sowie gleicher Keilzahl zu bearbeiten. Wenn einmal die Vorrichtung zur Bearbeitung einer solchen Keilwelle richtig justiert ist, so kann damit eine beliebige Anzahl gleicher Keilwellen bearbeitet werden, wobei, richtige Dimensionierung der Schleifscheiben vorausgesetzt, alle Keilwellen genau die gleiche praktisch fehlerfreie Teilung aufweisen. Es kann auch jederzeit die Bear beitung an einer Keilwelle unterbrochen, diese aus gespannt und wieder eingespannt werden, ohne dass sich eine zusätzliche Ungenauigkeit bemerkbar macht.
Für die Bearbeitung von Wellen anderen Durch messers und anderer Teilung muss ein anderes Kopf stück verwendet werden.
Durch dieses einfache Aufspannen wird nicht nur bei Massenfabrikation viel grössere Genauigkeit erreicht, sondern der ganze Aufspannvorgang geht viel rascher vor sich, so dass die Schleifzeit für jede Welle gegenüber den bisher bekannten Systemen bedeutend verringert werden kann.
Zudem wird die Keilwelle während ihrer ganzen Schleifbearbeitung nur um total<B>585"</B> gedreht, wäh renddem nach dem bisher üblichen System bei bei spielsweise zehn Schleifgängen pro Flanke annähernd zehn Drehungen von<B>je 3601</B> zu erfolgen haben.
Das Drehen der Welle 4 und die Bewegung des Spannarmes<B>7</B> können automatisch z. B. mittels einer magnetischen elektrischen oder mechanischen Steue rung erfolgen, wobei die beiden Bewegungen synchro- nisierbar sind.
Vorrichtungen zum Bearbeiten von Keilwellen mit einer geraden Keilzahl benötigen einen Doppel- nasenkeil <B>15,</B> während Keilwellen mit einer unge raden Keilzahl oder vier Keilen diesen Doppelnasen- keil nicht benötigen, sondern nur die beiden Nasen keile 14.