Maschine zum Schleifen von Schnecken, Gewinden und mit gewindeähnlichen Nuten versehenen Körpern Bei Schnecken- und Gewindeschleifmaschinen der üblichen Bauart wird das Werkstück an der ortsfest gelagerten Schleifscheibe vorbeigeschraubt. Die Verschraubung entsteht aus der Längsbewegung des den Werkstückspindelstock tragenden Tisches der Maschine und der im Zwanglauf damit an getriebenen Drehung des Werkstückes um seine Achse. Die Genauigkeit des geschliffenen Gewindes ist in erster Linie von der Gleichmässigkeit und dem exakten Zwanglauf dieser beiden Bewegungen zueinander abhängig.
Die Tischlängsbewegung wird in der Regel durch eine Präzisionsleitspindel, die Drehung der Werkstückspindel durch ein genaues Schneckengetriebe bewirkt, die zwecks Einstellung der zu schleifenden Gewindesteigung durch Wechsel räder miteinander gekuppelt sind.
Bei dieser Anordnung ist die für die Genauigkeit der geschliffenen Steigung massgebliche Leitspindel immer durch die Summe des Schleifwiderstandes in Achsenrichtung des Werkstückes, die Beschleuni gungskräfte beim Umsteuern des Tisches und die Reibung in den Führungen des Tisches belastet. Sie unterliegt daher einer verhältnismässig grossen Abnutzungsgefahr, die sich um so unangenehmer aus wirkt, wenn auf einer für eine bestimmte grösste Schleiflänge gebauten Maschine vorwiegend Gewinde geschliffen werden, die erheblich kürzer sind als diese, ein Fall, der häufig vorkommt. Zur Steigerung der Genauigkeit, insbesondere zum Ausgleich der Eigenfehler der Leitspindeln hat man diese Ma schinen schon frühzeitig mit Korrektureinrichtungen versehen, welche z.
B. durch ein entsprechend den gemessenen Steigungsfehlern der Leitspindel geform tes Korrekturlineal oder eine Korrekturkurve der im Schlitten sitzenden Spindelmutter die Eigenfehler der Spindel ausgleichende kleine Drehungen erteilen. Ebenso hat man Spielausgleichvorrichtungen viel fältiger Art entwickelt, deren Zweck es ist, die beim Umsteuern der Maschine von Hin- auf Rück gang in den Getriebezügen sich auswirkenden Spiele unschädlich zu machen. Diese Einrichtungen, ins besondere die Steigungskorrektur, erfüllen aber nur so lange ihren Zweck, als die Korrekturkurve dem jeweiligen Zustande der Leitspindel entspricht. Ist aus den erwähnten Gründen eine stärkere örtliche Abnutzung eingetreten, dann kann diese nur aus geglichen werden, wenn die Korrekturkurve ent sprechend nachgearbeitet wird.
Aufgabe und Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Maschine zum Schleifen von Schnek- ken, Gewinden und mit gewindeähnlichen Nuten versehenen Körpern, welche die in der doppelten Funktion der Leitspindel als kraftgebendes Element für den Antrieb des Werkstückschlittens und als massgebendes Glied für die Genauigkeit der erzeugten Steigung begründeten Nachteile vermeidet. Diese Aufgabe wird in der erfindungsgemässen Maschine, bei welcher die Verschraubung des Werkstückes ge genüber einer abgesehen von der radialen Zustell bewegung ortsfest angeordneten Schleifscheibe von zwei Getriebezügen abgeleitet ist, von denen der eine mit einstellbarer Geschwindigkeit, z.
B. durch Leitspindel und Wechselräder, den Werkstück schlitten axial bewegt und der zweite im Zwang lauf damit die auf dem Werkstückschlitten gelagerte Werkstückspindel dreht, gelöst. Die Erfindung be steht in der Anordnung einer Meisterspindel mit Mutter, von denen entweder die Mutter mit Aus- nahme kleiner axialer Korrekturverschiebungen orts fest gelagert ist, während die Spindel mit der auf dem Werkstückschlitten axial in geringem Masse beweglich gehaltenen Werkstückspindel auf Drehung gekuppelt ist, oder die Spindel undrehbar und bis auf kleine axiale Korrekturverschiebungen ortsfest gelagert ist und von der Mutter umschraubt wird, die mit der axial in geringem Masse beweglichen Werkstückspindel auf Drehung gekuppelt ist.
Durch diese Anordnung werden der Werkstück spindel von der Meisterspindel kleine Korrektur verschiebungen gegenüber dem Werkstückschlitten erteilt, und die Genauigkeit des geschliffenen Ge windes wird von derjenigen der kraftgebenden Leit- spindel unabhängig. Deren Abnutzung beeinträchtigt nicht mehr die Genauigkeit der geschliffenen Stei gung. Für diese ist allein die Steigungsgenauigkeit der Meisterspindel massgeblich, die unter Wahrung des Abbeschen Prinzipes auf das Werkstück über tragen wird. Da diese nur geringe Kräfte aufzu nehmen hat, ist sie keiner starken Abnutzung aus gesetzt.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens ist die Maschine, um nicht für jede andere Steigung eine neue Meisterspindel beschaffen zu müssen, ins besondere dann, wenn es sich darum handelt, gering fügig von einer Normalsteigung abweichende Stei gungen schleifen zu müssen, mit einem Sinuslineal ausgerüstet, mittels dessen dem die Meisterspindel abstützenden Element über weitere Übertragungs glieder eine Verschiebung erteilt werden kann, die den Unterschied ihrer Steigung von der zu schlei fenden Steigung ausgleicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer Maschine von vorn, Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine (Spindel stockseite), Fig. 3 eine Draufsicht der Maschine, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Lagerung der Meisterspindel, den Werkstückspindelstock und den Reitstock, Fig. 5 eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt der Korrektureinrichtung in Richtung des Pfeiles A, Fig. 6 und 7 Schnitte durch die Membranlagerung der Werkstückspindel bei B und C in Fig. 5 in vergrössertem Massstab, Fig. 8 und 9 Schnitte durch die Lagerung der Reitstockspindel bei D und E in Fig. 4 in ver grössertem Massstab, Fig. 10 ein vereinfachtes Getriebeschema der Maschine, Fig. 11 einen teilweisen Längsschnitt einer ande ren Ausführungsform, Fig. 12 eine Draufsicht der in Fig.
11 dar gestellten Gruppe.
In Fig. 1 bis 4 ist 1 das Kastenbett der Maschine, auf dessen Oberseite der Werkstückschlitten 2 längs geführt ist. Quer zum Werkstückschlitten ist auf dem Bett 1 der Schleifsupport 3 mit der darauf gelagerten: Schleifscheibe 4 und ihrem Antriebsmo tor 5 geführt. Der Werkstückschlitten 2 erhält seinen Antrieb von einem nur im Getriebeschema Fig. 10 eingezeichneten Motor 6 über weiter unten beschrie bene Antriebselemente. Auf dem Werkstück schlitten 2 sitzen der Werkstückspindelstock 7 und der Reitstock 8, zwischen deren Spitzen das zu schleifende Werkstück 9 aufgenommen ist.
Auf einem an der Rückwand des Kastenbettes 1 angeschraubten Konsol 10 ist der Lagerkörper 11 mit der Meister spindel 12 befestigt. 13 ist ein auf dem Werkstück schlitten 2 befestigtes Sinuslineal, welches über eine Rolle 14 ein im Lagerkörper 11 geführtes Wälz- lineal 15 verschiebt, das seine Bewegung über Wälz- bänder 16, 17 auf eine innerhalb des Lagerkörpers 11 befindliche Mutter 18 weiterleitet. 19 ist eine am Kastenbett 1 gelagerte, im Zwanglauf mit der Werkstückspindel angetriebene Korrekturkurven scheibe, von der durch eine Rolle 20 über eine biegsame Schiebewelle 21 kleine Korrektur bewegungen auf einen Hebel 22 (Fig.5) übertra gen werden.
Der Hebel 22 ist an einer auf dem Aussendurchmesser der Meisterspindel gleitenden Büchse 23a festgeklemmt, welche ihrerseits mit der Leitmutter 23 der Meisterspindel 12 verschraubt ist. Die Schiebewelle 21 ist nahe ihrem am Hebel 22 angreifenden Ende in einem festen am Konsol 10 verschraubten Stützlager 24 gelagert. 23b ist eine ebenfalls mit der Leitmutter 23 fest verbundene auf dem Aussendurchmesser der Meisterspindel gleitende Büchse, 25 eine auf der Leitmutter feste Gewinde büchse mit einem Aussengewinde, in welches die Mutter 18 eingreift. Die Mutter 18 ist an ihrem Aussendurchmesser und axial im zusammengesetzten Führungskörper 26 des Wälzlineals 15 gelagert. Die ser Führungskörper ist im Lagerkörper 11 kugelig gelagert.
Auf der Werkstückspindel 27 (Fig. 4 bis 7) sind zwei Membrankörper 28 und 29 mit Pass federn aufgesetzt. Die Merribrankörper haben eine Nabe und einen Aussenkranz, die durch sehr dünne Membranen 28', 29' miteinander verbunden sind. Anstatt wie gezeichnet aus einem Stück könnten die Membrankörper natürlich auch aus Membranen und Naben- und Kranzteilen zusammengesetzt sein. Mit den Aussenkränzen sind die Membrankörper an dem die Werkstückspindel 27 umschliessenden zusammengesetzten Antriebskörper 30 verschraubt. Der Antriebskörper 30 wird durch ein Doppelschnek- kenrad 31 angetrieben, welches durch zwei spielfrei gegeneinander verspannte Schnecken 32, 33 getrieben wird.
Die vom Antriebskörper 30 über die Mem- brankörper 28 und 29 angetriebene Werkstückspindel 27 ist infolge der Halterung in den das Dreh moment übertragenden Membranen 28', 29' in ge ringem Masse axial beweglich.
Die Meisterspindel 12 ist durch eine düne axial nachgiebige aber drehsteife Membrane 34 mit der Werkstückspindel 27 gekuppelt und in einer Spitze 35 gegen diese abgestützt. Der Fräseraufnahmedorn 36 wird durch einen dreheinstellbaren Mitnehmer 37 mit der Werkstückspindel gekuppelt. Die Reitstock spindel 38 ist ebenfalls um kleine Wege längs ver- schieblich in Membrankörpern 39, 40 gehalten. Sie wird durch Federn 41 elastisch in Richtung zur Werkstückspindel gedrückt, so dass Reitstockspin del 38, Werkstückspindel 27 und Meisterspindel 12 immer spielfrei gegeneinander gespannt sind.
Im vereinfachten Getriebeschema (Fig. 10) ist der Schleifspindelstock mit dem Antrieb der Schleif spindel fortgelassen. Der Motor 6 treibt über einen Riemen 42, eine Zwischenwelle 43, ein Wende getriebe 44 und feste Übersetzungsräder 45 die Quer welle 46 an. Von dieser geht der Antrieb über einen Wechselrädersatz 47 bis 50, der zur Ein stellung der Arbeitsgeschwindigkeit dient, eine Welle 51 und einen Winkeltrieb 52 auf die Längswelle 53. Von dieser Längswelle aus wird über zwei weitere Kegeltriebe 54, 55 und eine Querwelle die Schnecke 33 und über zwei Zwischenräder die Schnecke 32 angetrieben, die in die beiden Verzahnungen des Doppelschneckenrades 31 auf dem Antriebskörper 30 eingreifen.
Die Teile 51 bis 55, 33, 32 und 31 bilden den Getriebezug für den Antrieb der Arbeits spindel, d. i. der Werkstückdrehung. Über einen Schneckentrieb 56 wird die Korrekturkurvenscheibe 19 von der Längswelle 53 angetrieben. Von der Welle 51 wird über Wechselräder 57 bis 60, die der Einstellung der Gangzahl des zu schleifenden Werkstückes dienen, und einen Winkeltrieb 61 eine Welle 62 angetrieben, auf der eine nicht näher dargestellte Teilungs-Schaltkupplung 63 sitzt, welche während des Schleifvorganges eine Welle 64 mit Welle 62 kuppelt, und beim Teilen in bekannter Weise diese Verbindung für eine volle Umdrehung der Welle 62 unterbricht. Während dieser Umdrehung dreht der weiterlaufende Antrieb 46 bis 54 die Arbeitsspindel 27 um eine Teilung weiter.
Zwischen Welle 64 und der Leitspindel 69, die über die am Werkstückschlitten 2 gelagerte Mutter 70 diesen axial bewegt, ist noch ein Wechselradsatz 65 bis 68 zur Einstellung der Werkstücksteigung angeordnet. Die Teile 51, 57-68 bilden den Ge triebezug, welcher den Werkstückschlitten axial be wegt.
In Fig. 11, die eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes darstellt, ist die Meister spindel mit 12' bezeichnet und mit 27 die in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, in zwei Mem brankörpern 28 und 29 axial um kleine Beträge verschieblich im Antriebskörper aufgehängte Werk stückspindel. Hier ist im Unterschied zur vorstehend beschriebenen Anordnung nicht die Meisterspindel, sondern die hier mit 23' bezeichnete Leitmutter über eine dünne, axial nachgiebige Membran 34 drehsteif mit der Werkstückspindel 27 gekuppelt. Die axiale Abstützung der Werkstückspindel gegen den die Leitmutter 23' tragenden Körper erfolgt auf Kugeln 71, die auf Stützflächen aufliegen, deren Normalen sich im Mittelpunkt der Membran 34 schneiden.
Die Meisterspindel 12' stützt sich über eine Kugel 72 gegen eine zweite Spindel 73 ab, die an ihrem vorderen Ende mit einem Genauig keitsgewinde versehen ist. Sie ist gegen Drehung durch einen an ihr festgeklemmten Hebel 74 ge halten, an dessen Ende ein Kugellager 75 sitzt, das zwischen zwei an einem Lagerbock 76 ver schraubten Schienen 77, 78 geführt ist. Die Spindel 73 verschraubt sich in einer zweiteiligen Mutter 79, welche an einen Drehkörper 80 verschraubt ist, der seinerseits in dem auf dem verlängerten Kasten bett 1 der Maschine befestigten Lagerbock 76 radial und axial gelagert ist.
Dem Drehkörper 80 kann in der oben beschriebenen Weise vom Sinuslineal 13 her über das Wälzlineal 15 und die Wälzbänder 16, 17 eine Drehung erteilt werden. 81 ist ein an der Spindel 73 festgeklemmter Hebel, an dem in der oben mit Bezug auf den Hebel 22 beschriebenen Weise über die biegsame Schiebewelle 21 von der Korrekturkurvenscheibe 19 (Fig. 1 und 10) abge leitete Korrekturdrehungen der Spindel 73 einge leitet werden können.
Die Maschine gemäss den Fig. 1-10 arbeitet wie folgt: Vom Motor 6 wird über die beschriebenen Ge triebezüge und Wechselradsätze einerseits die Werk stückspindel 27 in Drehung versetzt und anderseits der Werkstückschlitten 2 in dem zur Verschraubung des Werkstückes erforderlichen Zwanglauf verscho ben. Denkt man sich zunächst das Sinuslineal 13 auf Null, also parallel zur Werkstückschlittenbewe gung eingestellt, und als Korrekturkurvenscheibe 19 eine kreisrunde Scheibe (Nullscheibe) eingesetzt, dann stehen die Muttern 18 und 23 fest, ohne sich zu drehen. Die durch die Kupplungsmembrane 34 mitge nommene Meisterspindel 12, die in diesem Fall die gleiche Steigung haben muss wie das zu schlei fende Werkstück, verschraubt sich infolgedessen in der ortsfesten Mutter 23 entsprechend ihrer Steigung.
Stimmt nun die von der Leitspindel 69 herbeige führte Verschiebung des Werkstückschlittens 2 nicht genau mit dem axialen Verschraubungsweg der Mei sterspindel überein, dann wird die in den Mem branen axial nachgiebig aufgehängte Werkstückspin- del 27 von der Meisterspindel 12 um die Differenz von deren Steigung zur Schlittenverschiebung relativ zum Werkstückschlitten verschoben. Es wird daher genau die Steigung der Meisterspindel auf das Werk stück übertragen.
Steht eine Meisterspindel und -mutter mit der Steigung des zu schleifenden Werkstückes nicht zur Verfügung, dann kann unter Zuhilfenahme des Sinus lineals 13 eine Spindel abweichender, zweckmässig natürlich in der Nähe liegender Steigung verwendet werden.
Die Steigungswechselräder 65 bis 68 werden entsprechend der Sollsteigung aufgesteckt und das Sinuslineal 13 wird auf einen solchen Winkel ein gestellt, dass unter Berücksichtigung des über- setzungsverhältnisses der Wälzbandübertragung 14 bis 18 und der Steigung des Muttergewindes in 18 die Gewindebüchse 25 sich in 18 um die Differenz der Sollsteigung und der Steigung der Meisterspindel 12 axial verschraubt und dadurch die Mutter 23 und mit ihr die Meisterspindel 12 um diesen Dif ferenzbetrag verschiebt.
Mittels der Korrekturkurvenscheibe 19 ist es möglich, etwaige noch die zugelassene Grösse über schreitende Eigenfehler der Meisterspindel 12, ins besondere einen etwa vorhandenen Taumelfehler, bis zur Grenze des mechanisch Möglichen zu eliminieren. Die Korrekturkurve muss natürlich die den Eigen fehlern der jeweils verwendeten Meisterspindel ent sprechende Form haben. Die Korrekturwerte werden von der Kurvenscheibe, die sich im Zwanglauf mit der Werkstückspindel 27 und damit auch der Meister spindel 12 dreht, durch die Rolle 20, die als Stössel wirkende biegsame Schiebewelle 21 und den Hebel 22 als kleine Drehungen auf die Leitmutter 23 und die mit ihr verbundene Gewindebüchse 25 über tragen, die sich dadurch im Muttergewinde 18 ver schraubt, so dass die Spindel 12 nach Massgabe des Steigungsunterschiedes von 18 und 23 axial verschoben wird.
Bei der geänderten Ausführung nach Fig. 11 wird nicht eine mit der Werkstückspindel 27 ge- kuppelte Meisterspindel in einer abgesehen von den Steigungs- und Fehlerkorrekturbewegungen ortsfesten und sich nicht drehenden Leitmutter verschraubt, sondern die mit der Werkstückspindel gekuppelte Leitmutter 23' umschraubt die bis auf kleine axiale Korrekturverschiebungen ortsfeste Meisterspindel 12'.
Die beschriebene Einrichtung kann in gleich vor teilhafter Weise in anderen Schleifmaschinen, die der Bearbeitung von Gewinden oder mit gewinde ähnlichen Nuten versehenen. Körpern dienen, ver wendet werden, so z. B. in Hinterschleifmaschinen für Werkzeuge wie Wälzfräser für Verzahnungen und ähnliche.