Zahnradschleifmaschine Die Erfindung betrifft eine Zahnradschleif maschine zum Profil- und Längsballigschleifen mit je einer Schleifscheibe für die rechten und linken Zahnflanken der Zähne des zu schleifenden Rades, wobei die Maschine nach dem Abwälzverfahren arbeitet. Als Profilballigkeit wird dabei eine gewisse teilweise Zurücknahme des sonst evolventenförmigen Profils verstanden, um z. B. ein Zahneingriffsspiel zu erhalten. Als Längsballigkeit wird eine zonen weise Zurücknahme der Zahnflanke verstanden, um in bezug auf die Zahnbreite ein vermindertes Tragen der Zahnflanken zu erhalten. Dadurch vermeidet man z. B. bei Deformation des Ritzels eines Getriebes unter Last die stark erhöhte Beanspruchung an den Zahnenden.
Die bei den bekannten Maschinen bisher ver wendete Bewegungsübertragung zwischen dien beiden Schablonen für die Profil- und die Längsballigkeit und der einen Schleifscheibe, welche die gewünschte Zurücknahme des Profils und der Zahnflanke gegen über der theoretischen Lage bewirkt, ist relativ ver wickelt und dementsprechend kostspielig. Ausserdem ist mit der langen Übertragung, die durch die ver schiedenartige Lage der Ausgangsbewegungen für Profil- und Längsballigkeit bedingt ist, auch eine gewisse Einbusse an Genauigkeit verbunden, und wird infolgedessen eine Unsicherheit in der Grösse der an sich sehr minimen und genau einzuhaltenden Zurücknahme bewirkt.
Erschwerend wirkt sich auch aus, dass von jeder der total 4 Schablonen aus die Übertragung auf eine gesonderte Vorrichtung für je die Profil- und die Längsballigkeit wirkt. Obschon dies wegen der prinzipiellen Unabhängigkeit der beiden verschiedenartigen Balligkeitsarten unter sich gegeben erscheint, tragen die gesonderten Vorrich tungen ebenfalls zu einem verwickelten Aufbau der Bewegungsübertragung bei. Erschwerend wirken auch die an einer Zahnradschleifmaschine mit 2 Schleif- Scheiben und nach dem Abwälzverfahren arbeitend bedingten zahlreichen Bewegungselemente.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung be hoben, indem je die beiden, den linken bzw. rechten Zahnflanken zugeordneten Schablonen für Profil und Längsballigkeit ein gemeinsames, eine Zusatz bewegung der zugehörigen Schleifscheibe bewirken des Glied steuern. Zweckmässigerweise ist je von den beiden Bewegungsübertragungen für Profil- und für Längsballigkeit der linken bzw. rechten Zahnflanken mindestens die eine eine hydraulische Bewegungsüber tragung.
Auch ist es von Vorteil, wenn zur Eichung der hydraulischen Bewegungsübertragung der Zylin der, der einen auf das gemeinsame Glied einwirken den Kolben enthält, eine den Maximalhub des Kol bens bestimmende Rücklauföffnung besitzt und die zugehörige Schablone so gestaltet ist, dass die durch die höchste Erhebung dieser Schablone bestimmte, von dem schablonenbetätigten Kolben verdrängte maximale Druckflüssigkeitsmenge gerade etwas grö sser ist als zur Verschiebung des erstgenannten Kol bens um den Maximalhub erforderlich ist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeich nung beispielsweise beschrieben. In der Fig. 1, die einen Schnitt nach Linie I-I in Fig. 2 darstellt, ist die an sich bekannte Profilballigkeit in übertriebener Form als Abweichung von der theoretischen Profil form gezeigt. In Fig. 2 ist die an sich bekannte Längs- balligkeit in übertriebener Form als Ansicht von oben auf einen Zahn dargestellt. Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Maschine hauptsächlich in Seiten ansicht, wobei einzelne Details aber auch im Schnitt zu sehen sind. Die Fig. 4 stellt einen Grundriss der selben Maschine dar, während Fig. 5 einen Quer schnitt nach Linie V -V in Fig.3 darstellt.
Die Fig. 6 stellt eine Ansicht des Wälzmechanismus dar, gesehen in Pfeilrichtung VI der Fig. 3. Die Fig.7 zeigt den Querbalken mit den Schleifscheibenträgern, ähnlich wie in Fig. 5 dargestellt, jedoch zum Teil im Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 3. Die Fig. 8 stellt eine Detailvariante dar.
Das Wesen der Balligkeit geht aus den Fig. 1 und 2 hervor. Die Profilballigkeit (Fig. 1) wie auch die Längsballigkeit (Fig. 2) stellen eine gewollte Abweichung von der theoretisch richtigen Form der Zahnflanken dar, und bestehen im Zurücknehmen von gewissen Zonen<B>-</B>der Zahnflanken: Im in der Fig. 1 gezeigten Querschnitt eines Zahnes, ist der Teilkreis mit d und der Kopfkreis mit dk bezeichnet. Das theoretisch richtige Evolventenprofil beginnt bei Punkt 2 und endet im Punkt 5. Die Zurücknahme des Profils in einer Fusszone von Punkt 1 bis 3 und in einer Kopfzone von Punkt 4 bis 6 bezweckt das Erhalten eines Zahneintritts- und Zahnaustrittsspiels.
Die in Fig. 2 dargestellte Aufsicht eines Zahnes zeigt die Zahnbreite b, wobei die mittlere Zone von Linie 8 bis Linie 9 in der mittleren Partie 3 bis 4 des Profils der theoretisch richtigen Lage der Zahnflanke entspricht. Die Zonen 7 bis 8 und 9 bis 10 sind gegen das Zahnende zu und im Verhältnis zur theore tischen Lage mehr und mehr zurücktretend. In der Praxis sind die Abgrenzungen wie mit den Linien 8 und 9 gezeigt, nicht genau festzustellen und ver wischen sich.
Der Aufbau der Maschine geht aus den Fig. 3 bis 7, und in einer Variante aus der Fig. 8 hervor. Auf dem Bett <B>11</B> der Zahnradschleifmaschine ist der Schlitten 12 längsverschiebbar, der den querverschieb baren Wälzschlitten 13 trägt. Auf diesem Wälz- schlitten 13 ist das zu schleifende Zahnrad 14, das auf der Welle 15 sitzt, gelagert. Die Welle 15 ist über eine Teilvorrichtung 16 und 17 mit den Wälz- organen verbunden, welche aus dem Rollzylinder 18 sowie um diesen geschlungenen und an ihm be festigten Stahlbändern 19 und 20 bestehen.
Die anderen Enden der Stahlbänder 19 und 20 sind durch einen Bügel 21 gehalten, welcher auf dem Schlitten 12 sitzt. Wird der Wälzschlitten 13 quer auf dem Schlitten 12 bewegt, dann rollt der Zylinder 18 an den gespannt gehaltenen Rollbändern 19 und 20 ab und dreht die Welle 22, die über Teilhebel 17, Teilrad 16 und Aufspannwelle 15 mit dem Werk stück 14 verbunden ist, und damit diesem die ge forderte Abwälzbewegung gegenüber den beiden Schleifscheiben 23 und 24 gibt. Zur Erzeugung der Querbewegung des Wälzschlittens 13 dient ein Kur belgetriebe 25, das durch eine Kurbelwelle 26 an getrieben, deren Antrieb jedoch nicht näher dar gestellt ist.
Auf der Kurbelwelle 26 sitzen die bei den Schablonen 27 und 28, als Nockenscheiben aus gebildet, welche die Kolben 29 und 30 betätigen. Die entsprechenden Kolbenräume 31 und 32 sind über die beiden Druckleitungen 33 und 34 mit den Kolbenräumen 35 und 36 (Fig. 7) der Gehäuse 37 und 38, die auf dem Querbalken 39 sitzen, ver bunden. Die beiden Druckleitungen 33 und 34 stel len den hydraulischen Weg als Verbindung des Kol bens 29 mit dem Kolben 85 resp. des Kolbens 30 mit dem Kolben 84 dar.
Der Antrieb des Schlittens 12, für das Schleifen der Zahnflanken längs der Zahnbreite, ist vom Kolben 40 (Fig. 3) abgeleitet, der das Drucköl über einen nicht dargestellten hydraulischen Antrieb erhält und die Bewegung über die Kolbenstange 41 und den Träger 42 auf den Schlitten 12 leitet. Über die Organe 43 und 44 (Fig. 3 und 4) sind die beiden Schabkonen 45 und 46, als Nockenscheiben ausgebildet, synchron mit dem Schlitten 12 angetrieben. Diese Schablonen 45 und 46. wirken auf die Kolben 47 und 48, deren Druckräume 49 und 50 über die Druckleitungen 51 und 52 mit den Kolbenräumen 53 und 54 (Fig. 7) verbunden sind und die hydraulische Verbindung zwi schen den beiden Kolben 47 und 83 resp. 48 und 86 herstellen.
Die Gehäuse 55 und 56, die die Kol benräume 53 und 54 enthalten, sind schwenkbar auf den auf dem Querbalken 39 befestigten Achsen 57 und 58 gelagert. Die Gehäuse 55 und 56 sind mit je einem Hebelarm 59 und 60 ausgerüstet, die die Schleifscheiben 23 und 24 in axialer Richtung über die Rollen 61 und 62 der Hebelarme 59 und 60, die Muffen 63 und 64, die Spindeln 65 und 66 und damit die Schleifspindelträger 67 resp. 68 verschie ben. Die Schleifspindelträger 67 und 68 sind auf dem Querbalken 39 verschiebbar und zweckmässiger weise durch eine zusätzliche Kraft, die nur in der einen Richtung auf die Schleifspindelträger wirkt, mittels der Feder 69 in der Verschieberichtung be lastet.
Die Spindeln 65 und 66 können auch so aus geführt werden wie in Fig. 7 dargestellt, indem an einer Verlängerung 71 und 72 diese Spindeln zur Handeinstellung der auf Rollen gelagerten Schleif spindelträger benutzt werden.
Ausser dem Gehäuse 55 auf der einen Seite, und dem Gehäuse 56 auf der anderen Seite des Quer balkens 39, ist auch noch der Hebel 73 bzw. 74 auf der Achse 57 resp. 58 gelagert. Die Hebel 73 und 74 besitzen je 2 winkelverstellbare Keile 75 und 77 resp. 76 und 78, die durch Feststellmittel auf dem Hebel 73 resp. 74 festgezogen werden. Dabei be rührt die Keilfläche von 75 die mit dem Kolben 83 des Gehäuses 55 in Verbindung stehende Rolle 79. Ebenso berührt die Keilfläche von 77 die mit dem Kolben 85 des Gehäuses 37 in Verbindung stehende Rolle 81.
In gleicher Weise sind auch die Keil flächen von 76 und 78 mit den Rollen 80 und 82 der Kolben 84 und 86, die in den Gehäusen 38 und 56 gleiten, in Verbindung. Die Kolben 83, 84, 85 und 86 werden durch die entsprechenden Kolben federn 87, 88, 89 und 90 gegen den Flüssigkeits druck der in den Kolbenräumen 35, 36, 53 und 54 vorhandenen Flüssigkeit gedrückt.
In den Gehäusen 37, 38, 55 und 56 sind je eine Ausdrehung 95, 96, 97 bzw. 98 vorhanden, die in je einer Extremstellung der Kolben 83, 84, 85 und 86 das durch die Druckleitung 33, 34, 51 bzw. 52 zugeführte Öl durch die Leitung 91, 92, 93 bzw. 94 in das Ölreservoir zurückführen.
Die Wirkungsweise der Maschine in bezug auf die Herstellung von Rädern mit Profil- und Längs- balligkeit leitet sich aus der mit der Wälzbewegung des Schlittens 13 synchronen Bewegung der beiden Schablonen 27 und 28 für die Profilballigkeit und der mit der Längsbewegung des Schlittens 12 syn chronen Bewegung der beiden Schablonen 45 und 46 für die Längsballigkeit ab. Die Schablonen 27 und 45 sind dabei zur Festlegung der Zurücknahme von einzelnen Zonen der rechten Zahnflanken be stimmt, während die Schablonen 28 und 46 zur Fest legung der Zurücknahme von einzelnen Zonen der linken Zahnflanken des zu schleifenden Zahnrades dienen.
Durch die Verschiedenheit der Radialabstände der Schablonenkontur der Schablone 27 wird der Kolben 29 während der Wälzbewegung des Schlittens 13 bewegt und das von einer Pumpe in den Kolben raum 31 in bekannter Weise geförderte Öl durch die Abwärtsbewegung des Kolbens durch die Lei tung 33 (Fig. 3, 5 und 7) in den Kolbenraum 35 gefördert. Dadurch bewegt sich der Kolben 85 im Gehäuse 37 aufwärts und schwenkt den Hebel 73 über die Rolle 81 und den Keil 77 um die Achse 57 im Uhrzeigersinn.
Damit wird die Schleifscheibe 23 durch den Schleifspindelträger 67 und über die Gewindespindel 65, die Muffe 63, Rolle 61 und den Hebelarm 59 des Gehäuses 55 etwas nach links verschoben, wodurch mehr von der rechten Zahnflanke weggeschliffen wird als dies der Wälz- bewegung ohne die beschriebene Axialbewegung der Schleifscheibe entsprechen würde. Durch die Be messung der Schablone entsprechend den über setzungsverhältnissen zwischen den Schablonenradius abständen und der Axialbewegung der Schleifscheibe bei einer bestimmten Stellung der winkelverstellbaren Keile 75 und 77 resp. 76 und 78, kann das Mass der Zurücknahme der Flanken gegenüber der theo retischen Lage bestimmt werden.
Wird einer der Keile 75, 76, 77 oder 78 im Winkel verstellt, dann hat dies Einfluss auf das Übersetzungsverhältnis und kann somit die Grösse der betreffenden Bewegung und damit der Balligkeit stufenlos eingestellt werden. Durch die Lage der Erhöhungen an der Schablone in Umfangsrichtung in Bezug auf die Wälzbewegung kann auch die Lage der zurückzunehmenden Zonen auf der Zahnflanke festgelegt werden.
Eine maximale Erhöhung 99 (Fig. 4 und 5) an einer Stelle der Schablone 27, die einer Wälzstellung der Schleifscheibe 23 in Bezug auf den Zahn ausser halb des Kopfkreises dk resp. ausserhalb des Punktes 6 (Fig. 1) entspricht, bewirkt ein weiteres Verschie ben der Schleifscheibe 23 wie auch des Kolbens 85 in eine Extremlage, die jedoch durch die Ausdrehung 97 begrenzt wird.
Durch eine kleine Überdosierung der vom Kolben 29 verdrängten Ölmenge in dieser Extremstellung und eine entsprechende kleine Über höhung des Punktes 99 an der Schablone wird sichergestellt, dass auch bei gewissen Leckverlusten in den Leitungen doch immer genügend Öl zwischen den zusammenarbeitenden Kolben 29 und 85, ver- bunden mit einer einzigen Druckleitung 33, vor handen ist, und in der Extremstellung die Lage des Kolbens. 85 bei jeder Wälzbewegung resp. bei jedem Hub einmal in eine festgelegte Absolutlage kommt, das heisst geeicht wird.
In analoger Weise wie die teilweise Zurücknahme des Profils der rechten Zahnflanken wird die Zu rücknahme von einzelnen Partien des Profils der linken Zahnflanken des zu schleifenden Zahnrades über die Schablone 28, Kolben 30, die Flüssigkeit im Kolbenraum 32, in der Leitung 34 und im Kol benraum 36, Kolben 84, Rolle 80, Keil 76, Hebel 74, Hebelarm 60, Rolle 62, Muffe 64, Gewinde spindel 66, Schleifscheibenträger 68 und Schleif scheibe 24 bewerkstelligt. Die Eichung geschieht hier über eine maximale Erhöhung 100 (Fig. 4) der Schablone 28, analog der Erhöhung 99 auf der Schablone 27.
Unabhängig von der oben beschriebenen Zurück nahme von einzelnen Partien des Zahnprofils, wie z. B. Zahneintritts- und Austrittsspiel, wird durch die folgende Beschreibung die Zurücknahme von einzelnen Zonen der Zahnflanken in Bezug auf die Zahnbreite zur Vermeidung des Kantentragens er klärt. Die erläuterte erfindungsgemässe Anordnung schliesst natürlich nicht aus, dass mit ihr die Zahn flanken ausser auf beide Balligkeitsarten auch nur auf die eine oder andere Balligkeitsart geschliffen werden können.
Durch die Verschiedenheit der Radialabstände der Schablonenkontur der Schablone 45 wird der Kolben 47 während der Längsbewegung des Schlit tens 12 bewegt und das von einer Pumpe in den Kolbenraum 49 in bekannter Weise geförderte Öl durch die Abwärtsbewegung des Kolbens durch die Leitung 51 (Fig. 3, 4, 5 und 7) in den Kolbenraum 53 gefördert. Dadurch bewegt sich der Kolben 83 entgegen dem Druck der Feder 87 aufwärts. Durch die Bewegung des Kolbens 83 bewegt sich die Rolle 79 längs des Keiles 75, der auf dem Hebel 73 be festigt ist.
Da aber der Hebel 73 sich mit dem Keil 77 auf der Rolle 81 abstützt, wird das Gehäuse 55 im Uhrzeigersinn um die Achse 57 verschwenkt, wodurch der Hebelarm 59 über die Rolle 61, die Muffe 63, die Gewindespindel 65 den Schleifspindel- träger 67 und damit auch die Schleifscheibe 23 in axialer Richtung nach links schiebt. Dadurch wird in gewissen Zonen mehr von der rechten Zahnflanke weggeschliffen als der bisherigen Stellung der Schleif scheibe entspricht. Das Mass dieses zusätzlichen Ab schliffes wird durch die Radiusdifferenz der Scha blone gegeben.
Die Lage der Zonen in Bezug auf die Zahnbreite b mit zurückversetztem Profil richtet sich nach der Lage der Erhöhungen der Schablone in Umfangsrichtung und der jeweiligen Stellung der Schleifscheiben, bezogen auf das zu schleifende Zahnrad und dessen Lage zum Tisch 12.
Eine maximale Erhöhung 101 (Fig. 3 und 4) auf der Schablone 45, an einer Stelle angebracht, die der Stellung der Schleifscheibe ausserhalb der Zahn- breite b (Fig. 2) entspricht, bewirkt eine weitere Ver schiebung der Schleifscheibe 23 nach links. Gleich zeitig wird aber auch der Kolben 83 so weit ge hoben, dass das geförderte Drucköl aus dem Kolben raum 53 in den Einstich 95 des Gehäuses 55 aus treten und von hier aus in das Reservoir abfliessen kann. Durch eine kleine Überdosierung der vom Kolben 47 verdrängten Ölmenge für diese begrenzte Extremstellung des Kolbens 83 werden allfällige Leckverluste bei jedem Hub des Schlittens 12 kom pensiert und wird gleichzeitig bei jedem Hub die Lage des Kolbens 83 geeicht.
In analoger Weise wird die teilweise Zurück nahme der linken Zahnflanken über die Schablone 46, den Kolben 48, das Öl im Kolbenraum 50, der Leitung 52 und dem Kolbenraum 54, den Kolben 86, die Rolle 82, den Keil 78, das Gehäuse 56, den Hebelarm 60, die Rolle 62, Muffe 64, Gewinde spindel 66, Schleifspindelträger 68 und durch die Axialbewegung der Schleifscheibe 24 erreicht. Die Eichung geschieht in diesem Fall durch die maximale Erhöhung 102 (Fig. 4) und die Lage des Ein stiches 98.
Eine Variante zur Übertragung der Bewegung von den Schablonen aus zu den Schleifscheiben ist teilweise in der Fig. 8 dargestellt, wobei nur die Bearbeitung der linken Zahnflanken und die ent sprechende Ausgestaltung der Mittel gezeigt ist an stelle der entsprechenden Mittel in Fig. 7. Die Be arbeitung der rechten Zahnflanken erfolgt durch Elemente, die symmetrisch zu den dargestellten sind. Der untere Teil des Bettes 11 ist im übrigen iden tisch mit der Darstellung in den Fig. 3, 4, 5 und 6.
Die Schablone 146, als Nockenscheibe ausgebildet, die in der Funktion anstelle der in der Fig. 4 ge zeigten Schablone 46 tritt, :ist auf dem Querbalken 39 gelagert, und es steht deren Drehbewegung in Verbindung mit der Längsbewegung des Schlittens 12. Die Radienunterschiede auf dem Umfang der Schablone bewirken über die Rolle 200 eine Schwenk bewegung des Hebels 204 und der fest damit ver bundenen Gleitführung 208.
Der Hebel 204 wird durch Zug der Feder 202 gegen die Schablone 146 gezogen und ist auf dem Querbalken mittels dem Lagerbock 206 gelagert. In der Gleitführung 208 ist der Gleitstein 210 geführt, der die Rolle 212 trägt, wobei der Abstand der Rollenachse der Rolle 212 von der Schwenkachse des Hebels 204 durch nicht gezeigte Mittel in bekannter Weise .einstellbar ist. Die Rolle 212 liegt auf einer zur Schwenkachse 158 des Hebels 174 annähernd radial verlaufenden Fläche dieses Hebels 214 auf. Die Achse 158 ist auf dem Querbalken 39 befestigt und in der Funk tion identisch mit der Achse 58 der Fig. 5 und 7.
Auf dem Hebel 174 ist ein schwenkbarer Keil 176 befestigt, wobei dessen Winkellage über die Stell schraube 214 eingestellt werden kann und der Wert der Schwenkung auf der Skala 218, als Grösse der Profilballigkeit, abgelesen wird. An der Keilfläche des Keiles 176 liegt die Rolle 180 an, welche mit dem Kolben 184 verbunden ist, der im Kolben gehäuse 138 durch die Feder 188 nach oben ge drückt wird, entgegen dem im Kolbenraum 136 herrschenden Flüssigkeitsdruck. Der Kolbenraum 136 ist über die Druckleitung 134 als hydraulische Verbindung mit dem Kolbenraum 32 des Kolbens 30 verbunden, und steht damit in direkter Beziehung mit der Schablone 28, die sich synchron mit der hin und her gehenden Wälzbewegung dreht und die Zurücknahme des Profils der linken Zahnflanken be wirkt.
Die Ringnute 196, als Einstich in der Boh rung des Gehäuses<B>138</B> ausgeführt, ist mit dem Ablauf 192 für das Öl, das heisst mit dem Ölreservoir verbunden. Das Gehäuse 138 ist schwenkbar auf der Achse 158 gelagert und trägt auch den Hebel arm 160. Dieser ist über die Stange 220, den eben falls schwenkbar auf dem Querbalken 39 gelagerten Winkelhebel 222 und die Rolle 162, die Muffe 164 und den Schleifspindelträger 168 mit der axial be weglichen Schleifscheibe 24 verbunden, die die lin ken Zahnflanken des zu schleifenden Zahnrades be arbeitet.
Die Funktion dieser Variante nach Fig. 8 hin sichtlich der Längsballigkeit wird aus der genannten synchronen Drehbewegung der Schablone 146 mit der Längsbewegung des Schlittens 12 abgeleitet. Das Mass der Radienunterschiede längs des Umfanges der Schablone 146 ergibt die Grösse der Schwenk bewegung des Hebels 204, wobei die auf den Hebel 174 übertragene Schwenkbewegung vom eingestellten Abstand des Schwenkzentrums des Hebels 204 und des Zentrums der Rolle 212 abhängig ist und die Grösse der Längsballigkeit mit der Radialeinstellung der Rolle 212 stufenlos reguliert werden kann. Der Hebel 174 stützt sich über den winkelverstellbaren Keil 176 und die Rolle 180 auf das Gehäuse 138 ab, und überträgt damit die Schwenkbewegung über den Hebelarm 160, die Stange 220, den Winkelhebel 222 und die Rolle 162 auf die Muffe 164.
Durch die Winkelverstellung des Keiles 176 wird die Grösse der Profilballigkeit stufenlos beeinflusst. Die genannte Schwenkbewegung des Winkelhebels 222 bewirkt über den Schleifspindelträger 168 eine axiale Ver stellung der Schleifscheibe 24. Eine Auslenkung der Rolle 200 durch die Schablone 146 entspricht damit einer Abweichung von der linken theoretischen Flanke. Bei Nichtbewegung der Schleifspindel in axialer Richtung von der Schablone 46 aus würde diese Flanke beim gezeigten Aufbau der Maschine in Breitenrichtung des Zahnes gerade verlaufen.
Wird entsprechend der Auslenkung des Kolbens 30 durch die Drehung der Schablone 28 in Abhän gigkeit der Wälzbewegung des Schlittens 13 über die Druckleitung 34 und der damit verbundenen Druckleitung 134 der Kolben 184 und damit auch die Rolle 180 bewegt, dann wird diese Bewegung durch die Abstützung der Rolle 180 auf der Keil fläche des Keiles 176 in eine Schwenkbewegung des Gehäuses 138 umgewandelt, wodurch über den Hebelarm<B>160,</B> die Stange 220, den Winkelhebel 222 und die Rolle 162, die Muffe 164 axial ver schoben wird. Dadurch wird auch die Schleifscheibe 24 axial bewegt und das linke Profil gegenüber der theoretischen Evolventenform geändert, da bei axial unbeweglicher Schleifscheibe das Profil durch die Mechanik des Wälzmechanismus evolventenförmig erzeugt würde.
Durch die beschriebene Anordnung der beiden Varianten nach der Fig. 7 und 8, und besonders durch die wechselweise Abstützung der von den Schablonen beeinflussten Rollen auf der Keilfläche des schwenkbaren Keiles (nach Fig. 8) bzw. auf den Keilflächen der schwenkbaren Keile (nach Fig. 7), ist nicht nur eine gemeinsame Vorrichtung zur Steue rung der Auslenkungen für eine Zurücknahme von Zahnprofil und Zahnflanke, das heisst für die Erzeu gung der Profil- und Längsballigkeit der von der Wälz- und Längsbewegung abhängigen Zusatzbewe gungen der Schleifscheibe geschaffen, sondern es können diese aus der Wälz- und Längsbewegung abhängigen Bewegungen beliebig miteinander und unabhängig voneinander kombiniert werden.
Da durch ist es möglich, ein derart korrigiertes Profil auch über die Zahnbreite als Ganzes zurückzuver setzen.
Als gemeinsame Vorrichtung nach Ausführung laut Fig. 7, auf die die Schablonen 27 und 45 für die Profil- und Längsballigkeit wirkt, gilt für die rechte Zahnflanke: Der Hebel 73 mit den beiden winkelverstellbaren Keilen 75 und 77, die beiden Rollen 79 und 81 mit den zugehörigen Kolben 83, 85 samt den Federn 87, 89 und den Gehäusen 37 und 55, der Hebelarm 59 und die Achse 57. Für die linke Zahnflanke gilt als gemeinsame Vorrich tung: Der Hebel 74 mit den beiden winkelverstell baren Keilen 76 und 78, die beiden Rollen 80 und 82 mit den zugehörigen Kolben 84, 86 samt den Federn 88, 90 und den Gehäusen 38 und 56, der Hebelarm 60 und die Achse 58.
Das Hebelsystem der gemeinsamen Vorrichtung z. B. für die rechten Zahnflanken besteht aus dem Hebel 73 und dem mit dem Gehäuse 55 verbun denen Hebelarm 59. Die von der Schablone 27 für die Profilballigkeit abgeleitete Bewegung wirkt über die Rolle 81 auf den Keil 77 des Hebels. 73 und stützt sich über den Keil 75 auf ein Element, näm lich die Rolle 79, der Mechanik zur Übertragung der Bewegung für die Längsballigkeit ab.
Als gemeinsame Vorrichtung nach Ausführung laut Fig. 8, auf die die Schablonen 28 und 146 für die Profil- und Längsballigkeit der einen (linken) Zahnflanke wirkt, gilt: Der Hebel 204 mit Gleit- führung 208 und Rolle 212, Hebel 174 mit Keil 176, Rolle 180 mit Kolben 184 und Feder 188, Gehäuse 138 mit Hebelarm 160, Bolzen 158.
Das Hebelsystem der gemeinsamen Vorrichtung besteht in diesem Fall aus dem Hebel 174 und dem mit dem Gehäuse 138 verbundenen Hebelarm 160. Die von der Schablone 28 für die Profilballigkeit abgeleitete Bewegung wirkt über die Rolle 180 auf den Keil 176 und über den Hebel 174 und dessen Fläche 214 auf ein Element, nämlich die Rolle 212, der Mechanik zur Übertragung der Bewegung für die Längsballigkeit.
Gear grinding machine The invention relates to a gear grinding machine for profile and longitudinal crown grinding with one grinding wheel each for the right and left tooth flanks of the teeth of the wheel to be ground, the machine operating according to the hobbing process. The profile crowning is understood to mean a certain partial retraction of the otherwise involute-shaped profile in order to, for. B. to get a meshing backlash. Longitudinal crowning is understood to be a zone-wise retraction of the tooth flank in order to obtain reduced wear of the tooth flanks in relation to the tooth width. This avoids z. B. with deformation of the pinion of a transmission under load, the greatly increased stress on the tooth ends.
The previously used in the known machines movement transmission between the two templates for the profile and the longitudinal crown and the one grinding wheel, which causes the desired reduction of the profile and the tooth flank compared to the theoretical position, is relatively ver wrapped and accordingly expensive. In addition, a certain loss of accuracy is associated with the long transmission, which is caused by the different position of the initial movements for profile and longitudinal crowning, and as a result, an uncertainty in the size of the very minimal and precisely observed withdrawal is caused.
Another complicating factor is that the transfer from each of the total of 4 templates to a separate device for the profile and lengthwise crowning acts. Although this appears to be given because of the fundamental independence of the two different types of crowning, the separate devices also contribute to an intricate structure of the transmission of motion. The numerous movement elements required on a gear grinding machine with 2 grinding wheels and working according to the hobbing process also make it more difficult.
These disadvantages are eliminated by the invention be by each of the two, the left and right tooth flanks associated templates for profile and longitudinal crowning a common, an additional movement of the associated grinding wheel control the link. Expediently, at least one of the two movement transmissions for profile and longitudinal crowning of the left and right tooth flanks is at least one hydraulic movement transmission.
It is also advantageous if to calibrate the hydraulic movement transmission of the cylinder, which contains a piston acting on the common member, has a return opening which determines the maximum stroke of the piston and the associated template is designed so that the highest elevation through This template determined maximum amount of hydraulic fluid displaced by the template-operated piston is just slightly larger than is necessary to move the first-mentioned piston by the maximum stroke.
In the following the invention is described with reference to the drawing voltage, for example. In Fig. 1, which shows a section along line I-I in Fig. 2, the profile crowning known per se is shown in exaggerated form as a deviation from the theoretical profile shape. In FIG. 2 the longitudinal crown, known per se, is shown in exaggerated form as a view from above onto a tooth. Fig. 3 shows a machine according to the invention mainly in side view, but individual details can also be seen in section. Fig. 4 shows a plan view of the same machine, while Fig. 5 shows a cross section along line V -V in Fig.3.
FIG. 6 shows a view of the rolling mechanism, seen in the direction of arrow VI in FIG. 3. FIG. 7 shows the crossbeam with the grinding wheel carriers, similar to that shown in FIG. 5, but partly in section along line VII-VII Fig. 3. Fig. 8 shows a detailed variant.
The essence of crowning can be seen in FIGS. 1 and 2. The profile crowning (Fig. 1) as well as the longitudinal crowning (Fig. 2) represent a deliberate deviation from the theoretically correct shape of the tooth flanks, and consist in reducing certain zones of the tooth flanks: Im in the Fig. 1 shown cross section of a tooth, the pitch circle is designated by d and the tip circle by dk. The theoretically correct involute profile begins at point 2 and ends in point 5. The purpose of reducing the profile in a foot zone from points 1 to 3 and in a head zone from points 4 to 6 is to maintain tooth entry and tooth exit clearance.
The top view of a tooth shown in FIG. 2 shows the tooth width b, the middle zone from line 8 to line 9 in the middle part 3 to 4 of the profile corresponding to the theoretically correct position of the tooth flank. Zones 7 to 8 and 9 to 10 are more and more receding towards the end of the tooth and in relation to the theoretical position. In practice, the boundaries as shown by lines 8 and 9 cannot be precisely determined and are blurred.
The structure of the machine can be seen from FIGS. 3 to 7 and, in a variant, from FIG. On the bed 11 of the gear grinding machine, the slide 12 is longitudinally displaceable and carries the transversely displaceable roller slide 13. The gear wheel 14 to be ground, which sits on the shaft 15, is mounted on this roller carriage 13. The shaft 15 is connected via a dividing device 16 and 17 to the rolling elements, which consist of the rolling cylinder 18 and steel strips 19 and 20 looped around it and fastened to it.
The other ends of the steel strips 19 and 20 are held by a bracket 21 which sits on the slide 12. If the rolling carriage 13 is moved transversely on the carriage 12, then the cylinder 18 rolls on the tensioned conveyor belts 19 and 20 and rotates the shaft 22, which is connected to the work piece 14 via part lever 17, part wheel 16 and clamping shaft 15, and so that the ge required rolling movement against the two grinding wheels 23 and 24 is there. To generate the transverse movement of the roller slide 13 is a cure beltrieb 25, which is driven by a crankshaft 26, but the drive is not shown in detail.
On the crankshaft 26 sit at the templates 27 and 28, formed as cam disks, which actuate the pistons 29 and 30. The corresponding piston chambers 31 and 32 are via the two pressure lines 33 and 34 with the piston chambers 35 and 36 (Fig. 7) of the housing 37 and 38, which sit on the crossbar 39, a related party. The two pressure lines 33 and 34 stel len the hydraulic path as a connection of the Kol ben 29 with the piston 85, respectively. of the piston 30 with the piston 84.
The drive of the carriage 12 for grinding the tooth flanks along the tooth width is derived from the piston 40 (Fig. 3), which receives the pressure oil via a hydraulic drive (not shown) and the movement via the piston rod 41 and the carrier 42 on the carriage 12 heads. The two scraper cones 45 and 46, designed as cam disks, are driven synchronously with the carriage 12 via the organs 43 and 44 (FIGS. 3 and 4). These templates 45 and 46. act on the pistons 47 and 48, the pressure chambers 49 and 50 of which are connected to the piston chambers 53 and 54 (FIG. 7) via the pressure lines 51 and 52 and the hydraulic connection between the two pistons 47 and 83 resp. Make 48 and 86.
The housings 55 and 56, which contain the Kol benraum 53 and 54, are pivotably mounted on the axes 57 and 58 attached to the crossbar 39. The housings 55 and 56 are each equipped with a lever arm 59 and 60, which the grinding wheels 23 and 24 in the axial direction via the rollers 61 and 62 of the lever arms 59 and 60, the sleeves 63 and 64, the spindles 65 and 66 and thus the Grinding spindle carrier 67 resp. 68 move. The grinding spindle carrier 67 and 68 are slidable on the crossbar 39 and more conveniently loaded by an additional force that acts only in one direction on the grinding spindle carrier by means of the spring 69 in the direction of displacement.
The spindles 65 and 66 can also be performed as shown in Fig. 7 by using an extension 71 and 72, these spindles for manual adjustment of the grinding spindle carrier mounted on rollers.
Except for the housing 55 on one side, and the housing 56 on the other side of the crossbar 39, the lever 73 and 74 on the axis 57, respectively. 58 stored. The levers 73 and 74 each have 2 angle-adjustable wedges 75 and 77, respectively. 76 and 78, which by locking means on the lever 73, respectively. 74 must be tightened. The wedge surface of 75 touches the roller 79 which is connected to the piston 83 of the housing 55. The wedge surface of 77 likewise contacts the roller 81 which is connected to the piston 85 of the housing 37.
In the same way, the wedge surfaces of 76 and 78 with the rollers 80 and 82 of the pistons 84 and 86, which slide in the housings 38 and 56, in connection. The pistons 83, 84, 85 and 86 are pressed by the corresponding piston springs 87, 88, 89 and 90 against the liquid pressure of the liquid in the piston chambers 35, 36, 53 and 54.
The housings 37, 38, 55 and 56 each have a recess 95, 96, 97 and 98, which in each extreme position of the pistons 83, 84, 85 and 86 through the pressure line 33, 34, 51 and 52 Return the supplied oil through line 91, 92, 93 or 94 into the oil reservoir.
The mode of operation of the machine with regard to the production of wheels with profile and longitudinal crowning is derived from the movement of the two templates 27 and 28 for profile crowning, synchronized with the rolling movement of the carriage 13, and the movement synchronous with the longitudinal movement of the carriage 12 the two templates 45 and 46 for the longitudinal crown. The templates 27 and 45 are to determine the withdrawal of individual zones of the right tooth flanks be true, while the templates 28 and 46 are used to set the withdrawal of individual zones of the left tooth flanks of the gear to be ground.
Due to the difference in the radial distances of the template contour of the template 27, the piston 29 is moved during the rolling movement of the carriage 13 and the oil pumped into the piston chamber 31 in a known manner by the downward movement of the piston through the Lei device 33 (Fig. 3 , 5 and 7) conveyed into the piston chamber 35. As a result, the piston 85 moves upwards in the housing 37 and pivots the lever 73 via the roller 81 and the wedge 77 about the axis 57 in a clockwise direction.
The grinding wheel 23 is thus shifted slightly to the left by the grinding spindle carrier 67 and over the threaded spindle 65, the sleeve 63, roller 61 and the lever arm 59 of the housing 55, whereby more of the right tooth flank is ground away than the rolling movement without the described Axial movement of the grinding wheel would correspond. By measuring the template according to the transmission ratios between the template radius and the axial movement of the grinding wheel at a certain position of the adjustable wedges 75 and 77, respectively. 76 and 78, the extent to which the flanks are withdrawn compared to the theoretical position can be determined.
If one of the wedges 75, 76, 77 or 78 is adjusted at an angle, this has an influence on the transmission ratio and the size of the movement in question and thus the crowning can be continuously adjusted. Due to the position of the elevations on the template in the circumferential direction in relation to the rolling movement, the position of the zones to be withdrawn on the tooth flank can also be determined.
A maximum increase 99 (FIGS. 4 and 5) at one point on the template 27, which corresponds to a rolling position of the grinding wheel 23 with respect to the tooth outside half of the tip circle dk, respectively. corresponds to outside the point 6 (Fig. 1), causes a further shift ben the grinding wheel 23 as well as the piston 85 in an extreme position, which is limited by the recess 97, however.
A small overdosing of the amount of oil displaced by the piston 29 in this extreme position and a corresponding small increase in point 99 on the template ensures that even with certain leakage losses in the lines there is always enough oil between the cooperating pistons 29 and 85, tied with a single pressure line 33, is available, and in the extreme position, the position of the piston. 85 with each rolling movement, respectively. comes into a fixed absolute position once with each stroke, i.e. it is calibrated.
In an analogous manner to the partial withdrawal of the profile of the right tooth flanks, the withdrawal of individual parts of the profile of the left tooth flanks of the gear to be ground via the template 28, piston 30, the liquid in the piston chamber 32, in the line 34 and in the Kol benraum 36, piston 84, roller 80, wedge 76, lever 74, lever arm 60, roller 62, sleeve 64, threaded spindle 66, grinding wheel carrier 68 and grinding wheel 24 accomplished. The calibration takes place here via a maximum elevation 100 (FIG. 4) of the template 28, analogous to the elevation 99 on the template 27.
Regardless of the above-described back acquisition of individual parts of the tooth profile, such. B. Tooth entry and exit play, the following description explains the withdrawal of individual zones of the tooth flanks in relation to the face width to avoid edge wear. The arrangement according to the invention which has been explained does not, of course, exclude the possibility of using it to grind the tooth flanks, in addition to both types of crowning, only to one or the other crowning type.
Due to the difference in the radial distances of the template contour of the template 45, the piston 47 is moved during the longitudinal movement of the Schlit least 12 and the oil pumped into the piston chamber 49 in a known manner by the downward movement of the piston through the line 51 (Fig. 3, 4, 5 and 7) conveyed into the piston chamber 53. As a result, the piston 83 moves upwards against the pressure of the spring 87. By moving the piston 83, the roller 79 moves along the wedge 75 which is fastened on the lever 73 BE.
But since the lever 73 is supported with the wedge 77 on the roller 81, the housing 55 is pivoted clockwise about the axis 57, whereby the lever arm 59 via the roller 61, the sleeve 63, the threaded spindle 65 the grinding spindle carrier 67 and so that the grinding wheel 23 also moves to the left in the axial direction. As a result, more of the right tooth flank is ground away in certain zones than corresponds to the previous position of the grinding wheel. The measure of this additional cut is given by the difference in radius of the stencil.
The position of the zones in relation to the tooth width b with a set-back profile depends on the position of the elevations of the template in the circumferential direction and the respective position of the grinding wheels in relation to the gear to be ground and its position relative to the table 12.
A maximum elevation 101 (FIGS. 3 and 4) on the template 45, attached at a point which corresponds to the position of the grinding wheel outside the tooth width b (FIG. 2), causes a further shift of the grinding wheel 23 to the left. At the same time, however, the piston 83 is also raised so far that the pumped pressure oil from the piston space 53 into the recess 95 of the housing 55 and can flow from here into the reservoir. By slightly overdosing the amount of oil displaced by the piston 47 for this limited extreme position of the piston 83, any leakage losses are compensated for with each stroke of the slide 12 and the position of the piston 83 is calibrated at the same time with each stroke.
In an analogous manner, the partial retraction of the left tooth flanks via the template 46, the piston 48, the oil in the piston chamber 50, the line 52 and the piston chamber 54, the piston 86, the roller 82, the wedge 78, the housing 56, the lever arm 60, the roller 62, sleeve 64, threaded spindle 66, grinding spindle carrier 68 and achieved by the axial movement of the grinding wheel 24. The calibration is done in this case by the maximum increase 102 (Fig. 4) and the location of a stitch 98.
A variant for transferring the movement from the templates to the grinding wheels is partially shown in FIG. 8, only the processing of the left tooth flanks and the corresponding design of the means is shown instead of the corresponding means in FIG. 7. The Be The right tooth flanks are machined using elements that are symmetrical to those shown. The lower part of the bed 11 is otherwise identical to the illustration in FIGS. 3, 4, 5 and 6.
The template 146, designed as a cam disk, which occurs in function instead of the template 46 shown in FIG. 4: is mounted on the crossbar 39, and its rotational movement is in connection with the longitudinal movement of the carriage 12. The radii differences the circumference of the template cause a pivoting movement of the lever 204 and the sliding guide 208 firmly connected to it via the roller 200.
The lever 204 is pulled against the template 146 by the tension of the spring 202 and is mounted on the transverse beam by means of the bearing block 206. The sliding block 210, which carries the roller 212, is guided in the sliding guide 208, the distance between the roller axis of the roller 212 and the pivot axis of the lever 204 being adjustable in a known manner by means not shown. The roller 212 rests on a surface of this lever 214 that runs approximately radially to the pivot axis 158 of the lever 174. The axis 158 is fastened to the crossbar 39 and is identical in function to the axis 58 of FIGS. 5 and 7.
On the lever 174 a pivotable wedge 176 is attached, the angular position of which can be adjusted via the adjusting screw 214 and the value of the pivoting on the scale 218, as the size of the profile crown, is read. On the wedge surface of the wedge 176, the roller 180 rests, which is connected to the piston 184, which is pushed in the piston housing 138 by the spring 188 upwards, against the prevailing fluid pressure in the piston chamber 136. The piston chamber 136 is hydraulically connected to the piston chamber 32 of the piston 30 via the pressure line 134, and is thus in direct relationship with the template 28, which rotates synchronously with the reciprocating rolling movement and the reduction of the profile of the left tooth flanks be effective.
The annular groove 196, designed as a recess in the bore of the housing <B> 138 </B>, is connected to the drain 192 for the oil, that is to say to the oil reservoir. The housing 138 is pivotably mounted on the axis 158 and also carries the lever arm 160. This is via the rod 220, the angle lever 222, which is also pivotably mounted on the crossbeam 39, and the roller 162, the sleeve 164 and the grinding spindle carrier 168 with the axially movable grinding wheel 24 connected, which works the lin ken tooth flanks of the gear to be ground be.
The function of this variant according to FIG. 8 with regard to the longitudinal crowning is derived from the aforementioned synchronous rotary movement of the template 146 with the longitudinal movement of the carriage 12. The extent of the differences in radii along the circumference of the template 146 gives the size of the pivoting movement of the lever 204, the pivoting movement transmitted to the lever 174 being dependent on the set distance between the pivoting center of the lever 204 and the center of the roller 212 and the size of the longitudinal crowning the radial setting of the roller 212 can be continuously regulated. The lever 174 is supported on the housing 138 via the angle-adjustable wedge 176 and the roller 180, and thus transmits the pivoting movement via the lever arm 160, the rod 220, the angle lever 222 and the roller 162 to the sleeve 164.
By adjusting the angle of the wedge 176, the size of the profile crown is continuously influenced. Said pivoting movement of the angle lever 222 causes an axial adjustment of the grinding wheel 24 via the grinding spindle carrier 168. A deflection of the roller 200 by the template 146 thus corresponds to a deviation from the theoretical left flank. If the grinding spindle did not move in the axial direction from the template 46, this flank would run straight in the illustrated construction of the machine in the width direction of the tooth.
If the piston 184 and thus also the roller 180 are moved according to the deflection of the piston 30 by the rotation of the template 28 depending on the rolling movement of the carriage 13 via the pressure line 34 and the associated pressure line 134, then this movement is supported by the Roller 180 on the wedge surface of the wedge 176 converted into a pivoting movement of the housing 138, whereby the rod 220, the angle lever 222 and the roller 162, the sleeve 164 is axially pushed ver via the lever arm 160. As a result, the grinding wheel 24 is also moved axially and the left profile is changed in relation to the theoretical involute shape, since with an axially immovable grinding wheel the profile would be generated in an involute shape by the mechanics of the rolling mechanism.
Due to the described arrangement of the two variants according to FIGS. 7 and 8, and especially due to the alternating support of the rollers influenced by the templates on the wedge surface of the pivotable wedge (according to FIG. 8) or on the wedge surfaces of the pivotable wedge (according to FIG . 7), is not only a common device to control the deflections for a reduction of the tooth profile and tooth flank, that is, for the generation of the profile and longitudinal crowning of the additional movements of the grinding wheel dependent on the rolling and longitudinal movement, but created it These movements, which are dependent on the rolling and longitudinal movement, can be combined with one another as required and independently of one another.
Since by it is possible to set a corrected profile in this way also over the face width as a whole zurückver.
As a common device according to the embodiment according to FIG. 7, on which the templates 27 and 45 act for the profile and longitudinal crowning, applies to the right tooth flank: the lever 73 with the two angle-adjustable wedges 75 and 77, the two rollers 79 and 81 with the associated piston 83, 85 together with the springs 87, 89 and the housings 37 and 55, the lever arm 59 and the axle 57. The common device for the left tooth flank is: the lever 74 with the two angularly adjustable wedges 76 and 78, the two rollers 80 and 82 with the associated pistons 84, 86 together with the springs 88, 90 and the housings 38 and 56, the lever arm 60 and the axle 58.
The lever system of the common device e.g. B. for the right tooth flanks consists of the lever 73 and the lever arm 59 verbun with the housing 55. The movement derived from the template 27 for the profile crowning acts via the roller 81 on the wedge 77 of the lever. 73 and is based on the wedge 75 on an element, namely the roller 79, the mechanism for transmitting the movement for the longitudinal crowning.
As a common device according to the embodiment according to FIG. 8, on which the templates 28 and 146 act for the profile and longitudinal crowning of the one (left) tooth flank, the following applies: lever 204 with slide guide 208 and roller 212, lever 174 with wedge 176 , Roller 180 with piston 184 and spring 188, housing 138 with lever arm 160, pin 158.
The lever system of the common device in this case consists of the lever 174 and the lever arm 160 connected to the housing 138. The movement derived from the template 28 for the profile crowning acts via the roller 180 on the wedge 176 and via the lever 174 and its surface 214 to an element, namely the roller 212, of the mechanism for transmitting the movement for the longitudinal crowning.