DD200995A1 - Werkzeugtraeger zum schleifen von zahnflanken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugtraeger zum Schleifen von Zahnflanken an Verzahnungsschleifmaschinen fuer gerade und schraegverzahnte Stirnraeder, die zur Einstellung der Vorschubeinrichtung ein Drehteil aufweisen. Ziel der Erfindung ist die Erhoehung der Arbeitsproduktivitaet, sowie Einsparungen von Material- und Fertigungskosten fuer Teileinrichtungen. Aufgabengemaess soll der Aufbau des Werkzeugtraegers eine Fuehrung mehrerer Schleifscheiben nacheinander so ermoeglichen, dass jede nachfolgende Schleifscheibe in einer anderen Zahnluecke arbeitet. Die Loesung sieht vor, am Drehteil eine Geradfuehrung mit darauf in gleichen Abstaenden verschiebbaren Schleifkoepfen anzuordnen, deren Schleifspindeln gegenueber der Geradfuehrung neigbar sind und den Vorschubantrieb mit dem Werkstueck-Drehantrieb gegenseitig abhaengig zu steuern. Figur

Description

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Titel der Erfindung

Werkzeugträger zum Schleifen von Zahnflanken

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugträger zum Schleifen von Zahnflanken an gerade oder schräg verzahnten Stirnrädern, an Verzahnungsschleifmaschinen, bei denen ein geradflankiges Bezugsprofil der Schleifscheibe mit dem Werkstück abgewälzt wird oder ein Zahnformprofil der Schleifscheibe die Zahnflanken schräg verzahnter Stirnräder erzeugt, und die zur Einstellung der Vorschubrichtung der Schleifscheibe ein Drehteil aufweisen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Entwicklung von Zahnflankenschleifmaschinen, die nach dem Teil-Wälz- oder Teil-Formverfahren arbeiten, hat sich in einer Richtung vollzogen, die hinsichtlich weiterer Steigerungen der Arbeitsproduktivitäteihre Grenzen erreicht hat· Das Charakteristische an den bisher dominierenden technischen Lösungen ist die Art der Bewegung der Schleifscheibe über den Verlauf der Zahnflanke, die als Vorschubbewegung bezüglich der dabei möglichen Vorschubgeschwindigkeiten den-wesentlichsten Anteil am notwendigen Zeitaufwand zur Bearbeitung eines Werkstückes hat. Zur Ausführung der Vorschubbewegung weisen die bekannten Zahnflankenschleifmaschinen einen Werkzeugträger auf, welcher durch Kreuzschleifenantriebe oder hydraulische Antriebe in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird·

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Eine vollendete Hin- und Herbewegung wird als Doppelhub bezeichnet. Dadurch, daß die Vorschubbewegung des Werkzeugträgers ein ständig abwechselndes Beschleunigen und Verzögern erfordert, wird ein wesentlicher Anteil der Antriebsenergie unproduktiv verbraucht. Die bisher durch Erhöhung der Doppelhubzahlen angestrebte Steigerung der Arbeitsproduktivität führt sehr bald zu maschinentechnischen Grenzen, die dadurch gesetzt sind, daß die auftretenden Massenkräfte nicht mehr im ausreichendem Maße beherrschbar sind« Da die Massenkräfte mit wachsender Doppelhubzahl auch Störbewegungen am Werkzeugträger erzeugen, sind umfangreiche Aufwendungen erforderlich, um die Verzahngenauigkeit in der erforderlichen Qualität zu erhalten.

Als Beispiel wird auf die DD-PS 142 855, B 23 F 5/02 verwiesen.

Selbst wenn es gelingt, die Doppelhubzahl durch besondere Aufwendungen zu erhöhen, wird die erreichbare Maximal-Vorschubgeschwindigkeit nur über einen Teil der Zahnflanke wirksam. Der sich daraus ergebende Mehraufwand an Verzahnungszeit ist umso größer, je kurzer die Wegstrecke ausfällt, über welche man vermag, die Vorschubgeschwindigkeit konstant zu halten.

Bei dem oftmals für kleinere Zahnflankenschleifmaschinen zur Bearbeitung schmaler Werkstücke eingesetzten Kreuzschleifenantrieb für den Werkzeugträger, wird die Weg-Zeit-Bilanz infolge des reinen sinusförmigen Geschwindigkeitsverlaufes besonders ungünstig·

Die Hin- und Herbewegung des Werkzeugträgers ist auch ursächlich für einen weiteren Nachteil, der nicht nur zu einem größeren Aufwand an Verzahnungszeit führt, sondern der sich auch als Form-Ungenauigkeit an der Evolvente auswirkt· Durch die wechselnde Richtung der Vorschubbewegung bei gleichbleibender Richtung der Wälzdrehung des Werkstückes müssen zur Erzielung und Ausbildung eines qualitätsgerechten Hüllschnittpolygons mehr Hübe ausgeführt werden, als eigentlich erforder-

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lieh sind.

Es ist auch schon durch die OE-PS 931 027; 49 d 1/01 eine Verzahnungsschleifraaschine für geradverzafrnte Stirnräder bekannt geworden, bei welcher der Werkzeugträger einen karusselartigen Aufbau aufweist, durch welchen es möglich ist, mehrere Schleifscheiben nacheinander in gleicher Bewegungsrichtung durch eine Zahnlücke zu führen. Wenn damit auch verschiedene Nachteile, die aus der Hin- und Herbewegung der Schleifscheibe bei den anderen, vorgenannten Werkzeugträgern resultieren, ausgeräumt sind, kann diese Losung nicht befriedigen, da sich infolge der Lagerungs- und Führungsmerkmale Einschränkungen im Arbeitsbereich ergeben. Es sind nur Geradverzahnungen im Einzelteilverfahren bearbeitbar, so daß infolge der schrittweisen Weiterteilung die Bearbeitungszeiten hoch liegen und auch ein maschinentechnischer Aufwand in Form von Teileinrichtungen unvermeidlich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung der Arbeitsproduktivität, sowie eine Einsparung von Material- und Fertigungskosten für Teileinrichtungen. Der Anwendungsbereich des Werkzeugträgers soll sich auf gerade und schräg verzahnte Stirnräder erstrecken,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugträger zum Schleifen von Zahnflanken an gerade oder schräg verzahnten Stirnrädern, an Verzahnungsschleifmaschinen, bei denen ein geradflankiges Bezugsprofil der Schleifscheibe mit dem Werkstück abgewälzt wird oder ein Zahnformprofil der Schleifscheibe die Zahnflanken schrägverzahnter Stirnräder erzeugt und die zur Einstellung der Vorschubrichtung der Schleifscheibe ein Drehteil aufweisen, zu schaffen, dessen Aufbau eine Führung mehrerer Schleifscheiben nacheinander derart ermöglicht, daß die Schleif-

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scheiben in aufeinanderfolgenden Zahnlücken zum Arbeitskontakt gelangen, wobei das Werkstück anstatt vieler schrittweisen Teil-Drehungen eine kontinuierliche Teil-Drehbewegung ausführt.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß am Drehteil eine Geradführung angeordnet ist, auf welcher in gleichen Abständen zueinander, in gleicher Bewegungsrichtung verschiebbare Schleifköpfe gelagert sind, die untereinander durch ein Zugmittel verbunden sind, durch welches sie mit der Geradführung in und außer Eingriff gelangen, daß jeder Schleifkopf eine Schleifspindel mit einer Schleifscheibe oder mehrere, in Form einer Rundzahnstange angeordnete Schleifscheiben aufweist, daß jede Schleifspindel auf dem Schleifkopf gegenüber der Normalen der Bewegungsbahn um einen Winkel ein- und feststellbar angeordnet ist und daß zwischen dem Antrieb des Zugmittels und dem Werkstückdrehantrieb eine mechanische, elektrische oder elektronische Zwanglaufverbindung besteht·

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist jeder Schleifspindel eine Antriebswelle zugeordnet und mit dieser durch eine Ausgleichskupplung verbunden.

Oeder Schleifspindel oder jeder Antriebswelle ist ein Antriebsmotor zugeordnet oder den Antriebswellen sind Riemenscheiben zugeordnet, die durch einen gemeinsamen Riemen miteinander verbunden sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Werkzeugträger·

An dem nicht näher gekennzeichneten Drehteil der Verzahnungsschleifmaschine ist eine Geradführung 1 angeordnet, auf welcher in gleichen Abständen zueinander Schleifköpfe 2; 3; 4 gelagert sind.

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Im Ausführungsbeispiel bietet die Geradführung 1 Platz für drei Schleifköpfe 2; 3; 4, die auf der Geradführung 1 in gleicher Bewegungsrichtung verschiebbar gelagert sind, am Ende der Geradführung I jedoch außer Eingriff gelangen· Dia Schleifköpfe 2; 3; 4 sind untereinander durch eine Transportkette 5 verbunden. Oeder Schleifkopf 2; 3; 4 dient zur Aufnahme und Lagerung einer Schleifspindel 6, wobei jede Schleifspindel 6 drei in Form einer Rundzahnstange angeordnete Schleifscheiben 7 trägt. Die Schleifspindeln 6 sind am Schleifkopf 2; 3; 4 in einem zum Schleifkopf 2; 3; 4 schwenk- und feststellbaren Schwenklager 8 aufgenommen und stehen über eine Ausgleichskupplung 9 mit einer Antriebswelle 10 in Verbindung, welcher ein Antriebsmotor 11 zugeordnet ist.

Die Schwenklager 8 sind in den Schleifköpfen 2; 3; 4 so gelagert, daß die Schleifspindeln 6 gegenüber der Normalen ihrer Bewegungsbahn auf der Geradführung 1 um einen Winkel-^neigbar sind. Zwischen dem nicht dargestellten Antrieb der Transportkette 5 und dem Werkstückdrehantrieb der Verzahnungsschleifmaschine besteht eine mechanische Getriebeverbindung·

Die Wirkungsweise des Werkzeugträgers bei der beispielsweisen Bearbeitung einer Geradverzahnung ist folgende:

Es werden zunächst alle Schleifspindeln 6 durch Einstellen der Schwenklager 8 zur Normalen der Bewegungsbahn um den Winkel geneigt.

Die Größe des Winkels <γ ergibt sich aus der Beziehung

sin <f = —

worin t die Normalteilung der Werkstückverzahnung und a den Abstand der Schleifköpfe 2; 3; 4 auf der Geradführung 1 bedeuten. Das Drehteil der Verzahnungsschleifmaschine wird nun ebenfalls um den Betrag des Winkels ^* zur Werkstuckachse verschwenkt, so daß sich die Werkstuckachse und die Geradführung 1 unter diesem Winkel Ar schneiden.

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Die Vorschubgeschwindigkeit V₃ der Schleifköpfe 2; 3; 4 auf der Geradführung 1 wird nach technologischen Gesichtspunkten frei gewählt, woraus sich die Umfangsgeschwindigkeit V_w des Werkstückes im Wälzkreis nach der Bedingung

^Vw = ^Vs · ^sin f

ergibt. Die mechanische Getriebeverbindung zwischen dem Antrieb der Transportkette 5 und dem Werkstückdrehantrieb ist entsprechend dieser Bedingung durch Wechselräder zu realisieren.

Beim Antrieb der Transportkette 5 verschieben sich die Schleifköpfe 2; 3; 4 auf der Geradführung 1.

CJeder Schleifkopf 2; 3; 4, der die Geradführung 1 an deren Ende verläßt, wird durch die Transportkette 5 dem Anfang der Geradführung 1 wieder zugeführt. Dadurch, und durch die genannten Einstellbedingungen bewegen sich die Schleifköpfe 2; 3; 4 kontinuierlich in gleicher Bewegungsrichtung und mit gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit V_w über den Verlauf der Zahnbreite des Werkstückes, wobei jede Schleifscheibe 7 in einer anderen Zahnlücke zum Arbeitskontakt gelangt.

Der technisch-ökonomische Effekt der Erfindung liegt darin begründet, daß es durch die erfindungsgemäße Führung mehrerer Schleifscheiben hintereinander auf dem Werkzeugträger, mit der charakteristischen Schwenkmöglichkeit jeder Schleifspindel, verbunden mit der Neigbarkeit der Geradführung, zu dem Effekt kommt, daß jede Schleifscheibe in einer kontinuierlich nachfolgenden, anderen Zahnlücke arbeitet und somit das bislang unumgängliche, zeitaufwendige Einzelteilen entfällt. Die Arbeitsproduktivität ist dadurch beachtlich steigerbar und es ergeben sich maschinentechnische Vereinfachungen, die insbesondere durch die Einsparung der Teileinrichtung gekennzeichnet sind.

Claims (4)

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   Erfindungsanspruch:

   1. Werkzeugträger zum Schleifen von Zahnflanken an gerade
   oder achrägverzahnten Stirnrädern, an Verzahnungsschleifmaschinen bei denen ein geradflankiges Bezugsprofil der
   Schleifscheibe mit dem Werkstück abgewälzt wird oder ein
   Zahnformprofil der Schleifscheibe die Zahnflanken schrägverzahnter Stirnräder erzeugt und die zur Einstellung der Vorschubrichtung der Schleifscheibe ein Drehteil aufweisen,

   gekennzeichnet dadurch,

   daß am Drehteil eine Geradführung (1) angeordnet ist, auf welcher in gleichen Abständen zueinander, in gleicher Bewegungsrichtung verschiebbare Schleifköpfe 2; 3; 4 gelagert sind, die untereinander durch ein Zugmittel (5) verbunden sind, durch welches sie mit der Geradführung (1) in - und außer Eingriff gelangen, daß jeder Schleifkopf (2; 3; 4)
   eine Schleifspindel (6) mit einer Schleifscheibe (7) oder mit mehreren, in Form einer Rundzahnstange angeordneten
   Schleifscheiben aufweist, daß jede Schleifspindel (6) auf dem Schleifkopf (2; 3; 4) gegenüber der Normalen der Bewegungsbahn um einen Winkel (^) ein- und feststellbar angeordnet ist, und daß zwischen dem Antrieb des Zugmittels (5) und dem Werkstückdrehantrieb eine mechanische, elektrische oder elektronische Zwanglaufverbindung besteht.
2. 2. Werkzeugträger nach Punkt 1,
   gekennzeichnet dadurch,

   daß jeder Schleifspindel (6) eine Antriebswelle (10) zugeordnet ist, wobei die Antriebswelle (10) mit der Schleifspindel (6) über eine Ausgleichskupplung (9) verbunden ist.
3. 3. Werkzeugträger nach Punkt 1 oder 1 und 2,
   gekennzeichnet dadurch,

   daß jeder Schleifspindel (6) oder jeder Antriebswelle (10) ein Antriebsmotor (11) zugeordnet ist.

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4. 4. Werkzeugträger nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß auf jeder Antriebswelle (10) eine Riemenscheibe angeordnet ist und alle Riemenscheiben durch einen gemeinsamen Riemen miteinander verbunden sind. "Hierzu 1 Blatt Zeichnung".

   Hierzu 1 Seite Zeichnung