Zahnflankenschleifmaschine Die Erfindung betrifft eine Zahnflankenschleifma schine für Evolventenverzahnungen mit zwei Teller- scbleifscheiben zur symmetrischen und gleichzeitigen Bearbeitung der rechten und linken Zahnflanke eines in bezug auf den Drehwinkel festgehaltenen Zahnrades, bei der die Wälzbewegung mittels Rollbändern erzeugt wird, die auf einem feststehenden Rollbogen abrollen und bei der jeder Tellerschleifscheibe ein Wälzschlitten zugeord net ist.
Bei einer bekannten Schleifmaschine dieser Gattung sind zwei zwangsläufig miteinander verbundene Wälz- einrichtungen vorgesehen, und jeder Tellerschleif scheibe ein eigener Wälzschlitten zugeordnet, der auf einem Rollbogen entsprechend dem Grundkreis der zu schleifenden Verzahnung abrollt. Die beiden Wälzein- richtungen werden dabei durch eine Kurvenscheibe über Schubstangen angetrieben.
Ein solcher Antrieb eignet sich aber nur für den Fall, dass die Schleifbewegung in Richtung des Profils schneller ausgeführt wird, als die Schleifbewegung in Richtung der Zahnbreite.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnflankenschleifmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die insbesondere für das Schleifen von Zahnradflanken mit einer Tellerschleifscheibe mit schwach hohlkegelförmiger Stirnfläche (Innenkegel) an der der Zahnflanke zugekehrten Seite geeignet ist, bei welcher theoretisch ein Punkt der Schleifscheibenkante, welche durch den Mantel des flachen Innenkegels und den Aussenmantel der Schleifscheibe gebildet wird, die Zahnflanken erzeugt. Beim Schleifen mit einer solchen Schleifscheibe wird diese vom Zahnkopf zum Zahnfuss bewegt.
Dabei ist erwünscht, die Schleifbewegung in Richtung des Zahnprofils wesentlich langsamer auszu- führen als in Richtung der Zahnbreite.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass der Wälzschlitten mittels eines gelenkig mit ihm verbundenen Antriebschlittens mit einer Ebene auf dem gemeinsamen Rollbogen gleitend abrollbar ist, dass auf dem Wälzschlitten ein am Ende des Rollbandes angehängter Schleifscheibenträger parallel zur Abroll- ebene des Wälzschlittens verschieblich geführt ist und dass zwischen Schleifscheibenträger und Wälzschlitten eine das Rollband unter Zugspannung haltende Feder angeordnet ist.
Bei einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Zahn flankenschleifmaschine hängt die Genauigkeit der Ver zahnung nur von der Güte der Führung des Schleif Scheibenträgers auf dem Wälzschlitten und der Führung des Wälzschlittens im Gelenk zwischen Wälzschlitten und Antriebsschlitten ab. Die Schleifmaschine ist bei hoher Genauigkeit der erzeugten Zahnflanken sehr robust, was für die grosse Zerspanungsarbeit sehr er wünscht ist, die mit der oben beschriebenen, bereits vor geschlagenen Tellerschleifscheibe möglich ist.
Um bei einer gemäss der Erfindung gestalteten Zahnflankenschleifmaschine die an sich bekannte Auf gabe zu lösen, einen einzigen gemeinsamen Rollbogen für verschiedene Grundkreisdurchmesser verwenden zu können, ist bei einer Weiterbildung der Schleifmaschine vorgesehen, dass am Antriebsschlitten ein Hilfsrollbo- gen befestigt ist, dessen geometrische Achse mit der geometrischen Achse des Gelenkes zwischen Antriebs schlitten und Wälzschlitten zusammenfällt, und dass auf diesem Hilfsrollbogen mittels Hilfsrollbändern ein Win kellineal abrollbar angeordnet ist,
- das im Wälzschlitten im rechten Winkel zur Abrollebene des Wälzschlittens verschieblich geführt ist und mit seinem parallel zur Ab- rollebene stehenden Schenkel in einer Führung in einem Kulissenlineal geführt ist, das - seinerseits im Schleif- scheibenträger im rechten Winkel zur Abrollebene :
des Wälzschlittens geführt ist und eine im Winkel einstell bare Kulisse trägt, in der ein Kulissenstein gleitet, der mit einer im Schleifscheibenträger parallel zur Abroll ebene verschieblich geführten Stange gelenkig verbunden ist, an der das Ende des Rollbandes befestigt ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati scher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine gemäss der Erfindung ausgebildete Zahnflankenschleifmaschine in Ansicht auf die Schleif scheiben bei Beginn des Schleifens am Zahnkopf; Fig.2 zeigt dieselbe Ansicht beim Schleifen des Zahnfusses und Fig. 3 zeigt den Horizontalschnitt II-III der Fig. 1 und 2 durch den Ständer der Maschine bzw. den Grund- riss der Einrichtung, diese jedoch in einer mittleren und parallelen Lage der Schleifscheibenachsen.
In der nachfolgenden Beschreibung ist nur die eine Wälzeinrichtung näher beschrieben. Die Bezugszahlen der Teile der mit dieser identischen zweiten Wälzein- richtung sind in Klammern angegeben.
Im Ständer 1 der Zahnflankenschleifmaschine sind zwei senkrecht angeordnete Schraubenspindeln 2 (3) gelagert, die von einem nicht dargestellten Getriebe ge meinsam antreibbar sind. Jede Spindelmutter 4 (5) ist in einem Antriebsschütten 6 (7) befestigt, der mittels einer Führung 8 (9) im Ständer 1 vertikal verschieblich ge führt ist. Auf jedem Antriebsschlitten 6 (7) ist ein Hilfs- rollbogen 10 (11) mit dem Radius R befestigt. Auf der geometrischen Achse des Hilfsrollbogens 10 (11) ist der Antriebsschütten 6 (7) mittels eines Gelenkbolzens 46 (47) mit einem Wälzschlitten 12 (13) gelenkig verbun den.
Der Wälzschütten 12 (13) besitzt eine ebene Fläche bzw. Abrollebene 14 (15), die sich auf einem für beide Wälzeinrichtungen gemeinsamen Rollbogen 16 mit dem Durchmesser dr abstützt. Dieser Rollbogen 16 ist an einer Stütze 17 befestigt, die ihrerseits fest mit dem Ständer 1 verbunden ist. Parallel zu der Abrollebene 14 (15) ist in jedem Wälzschütten eine Führung vorgesehen, in der ein Schleifscheibenträger 18 (19) verschieblich geführt ist, in dem ebenfalls parallel zu der Abrollebene 14 (15) die Tellerschleifscheibe 20 (21) gelagert ist. Zwi schen dem Schleifscheibenträger 18 (19) und dem Wälz- schütten 12 (13) ist eine Zugfeder 22 (23) angeordnet.
Im rechten Winkel zu der Abrollebene 14 (15) ist in dem Wälzschlitten 12 (13) der eine Arm eines Winkelli neals 24 (25) und in dem Schleifscheibenträger 18 (19) ein Kulissenlineal 26 (27) verschieblich geführt. Der an dere Arm 28 (29) des Winkellineals 24 (25) erstreckt sich parallel zu der Abrollebene 14 (15) des Wälzschlit- tens 12 (13) und ist in einer Führung 48 (49) in dem Kulissenlineal 26 (27) verschieblich geführt, so dass bei einer Verschiebung des Winkellineals 24 (25) gegenüber dem ihm zugehörigen Wälzschütten 12 (13) auch das Kulissenlineal 26 (27) gegenüber dem Schleifscheiben träger 18 (19) verschoben wird.
An dem Winkellineal 24 (25) sind zwei Hilfsrollbänder 42 und 44 (43 und 45) angebracht, die sich um den Hilfsrollbogen 10 (11) schlingen und in bekannter Weise gegeneinander ver spannt sind. Auf dem Kulissenlineal 26 (27) ist eine Kulisse 30 (31) schwenkbar angeordnet und im Winkel d zu der Führung des Kulissenlineals festgeklemmt. In der Kulisse 30 (31) ist ein Kulisstenstein 32 (33) geführt, mit dem eine Stange 34 (35) gelenkig verbunden ist, die ihrerseits in dem Schleifscheibenträger 18 (19) parallel zu dessen Führung und damit parallel zur Abrollebene des Wälzschlittens geführt ist.
An der Stange 34 (35) ist das eine Ende eines Rollbandes 36 (37) befestigt, dessen anderes Ende in dem Punkt 38 (39) am Rollbogen 16 befestigt ist.
Das zu schleifende Zahnrad bzw. Werkstück 40 mit dem Grundkreisdurchmesser db ist im Werkstück schlitten 41 gelagert, wobei die zum Verdrehen des Werkstücks von einer Zahnlücke zur anderen benötigte Teilvorrichtung nicht dargestellt ist. Der Werkstück- schütten 41 ist im Ständer 1 parallel zur Werkstück achse mit nicht gezeigten Antriebsmitteln hin- und her bewegbar.
Sollen nun die untersten Punkte der Schleif scheiben 20 (21) aus der in Fig. 1 dargestellten obersten Stellung auf einer Evolvente mit dem Grundkreisdurch messer dbdes Werkstücks 40 in die in Fig. 2 gezeigte Endstellung gebracht werden, in der sie am Zahnfuss des Werkstücks angreifen, wobei während dieser Opera tion das Werkstück axial bzw. in Zahnlängsrichtung hin- und herbewegt wird, dann geschieht dies in folgender Weise: Das nicht dargestellte Getriebe dreht die beiden Schraubenspindeln 2 (3) gleichzeitig, wodurch die beiden Antriebsschlitten 6 (7) gesenkt werden.
Dadurch senken sich wegen der gelenkigen Verbindung mit den An triebsschlitten auch die äusseren Enden der Wälzschlit- ten 12 und 13. Dabei wälzen sich die ebenen Flächen 14 und 15 der Wälzschütten mit etwas Gleiten auf dem ge meinsamen Rollbogen 16 ab.
Durch das Senken der äusseren Enden der Wälzschlitten und das Aufliegen der inneren Enden auf dem Rollbogen 16 werden diese Wälzschlitten 12 und 13 auch gegenüber der geometri schen Achse des zugehörigen Hilfsrollbogens 10 bzw. 11 und somit auch der Achsen 46 und 47 verschwenkt, wodurch die Winkellineale 24 und 25 mittels der Hilfs- rollbänder 42 und 44 bzw. 43 und 45 auf diesen Hilfs- rollbogen abrollen.
Dadurch verschieben sich die Win kellineale 24 und 25 gegenüber den Wälzschütten 12 und 13 und nehmen über ihren Arm 28 bzw. 29 gleich zeitig und in gleicher Richtung über die Führung 48 bzw. 49 auch die Kulissenlineale 26 und 27 in den Schleifscheibenträgern 18 und 19 mit. Durch diese Be wegung werden infolge der unter dem Winkel ö schräg gestellten Kulissen 30 und 31 die Kulissensteine 32 und 33 und damit die Stangen 34 und 35 gegenüber den Schleifscheibenträgern 18 und 19 verschoben.
Da aber die Stangen 34 und 35 an den Rollbändern 36 und 37 befestigt sind, bewegen sich die Schleifscheibenträger 18 und 19 in Richtung ihrer Führungen bzw. parallel zu den Flächen 14 und 15 und somit auch parallel zu den gestreckten Abschnitten der Rollbänder 36 und 37. Durch den Zug der Federn 22 und 23 sind die Rollbän- der 36 und 37 über die Stangen 34 und 35, die Kulis sensteine 32 und 33, die Kulissen 30 und 31 und die Kulissenlineale 26 und 27 ständig straff gespannt.
Zur Einstellung der Schleifscheiben 20 und 21 sind in den Schleifscheibenträgern 18 und 19 nicht darge stellte Führungen senkrecht zu den betreffenden Schleif spindelachsen bzw. senkrecht zur Werkstückachse vor gesehen, um einerseits die Abnützung der Schleifschei ben im Durchmesser zu kompensieren und andererseits die Schleifscheiben auf den richtigen Abstand von der Werkstückachse einzustellen.
Die Zusatzbewegung der Schleifscheibenträger 18 und 19 gegenüber den Stangen 34 und 35 bzw. den Rollbändern 36 und 37 über die genannten Elemente und ausgehend von den Hilfsrollbogen 10 und 11 be zweckt die Korrektur; die sich aus der Abweichung des Rollbogendurchmessers dr vom Grundkreisdurchmes- ser db ergibt. Der Zusammenhang zwischen den ver schiedenen Grössen ergibt sich aus der Formel
EMI0002.0068
Dabei ist die Rollbanddicke als unendlich klein ange nommen.
Bei einer endlichen Rollbanddicke D, wird der tatsächliche Rollbogendurchmesser dr' = dr + Dr. Falls der Rollbogendurchmesser dr mit dem Grundkreisdurchmesser identisch ist, kann diese Ein richtung ebenfalls verwendet werden, ergibt die Formel
EMI0003.0002
In diesem Falle werden die Kulissen also unter dem Winkel d = 0 eingestellt, da bei Gleichheit von dr und db eine Zusatzbewegung nicht notwendig ist.
Tooth flank grinding machine The invention relates to a Zahnflankenschleifma machine for involute gears with two plate grinding disks for symmetrical and simultaneous machining of the right and left tooth flanks of a gear wheel held in relation to the angle of rotation, in which the rolling motion is generated by means of roller belts that roll on a stationary roll arch and at each disk grinding wheel is assigned a roller slide.
In a known grinding machine of this type, two inevitably interconnected rolling devices are provided, and each disk grinding disk is assigned its own rolling carriage, which rolls on a rolling arc according to the base circle of the toothing to be ground. The two rolling devices are driven by a cam via push rods.
Such a drive is only suitable for the case that the grinding movement in the direction of the profile is carried out faster than the grinding movement in the direction of the tooth width.
The invention is based on the object of creating a tooth flank grinding machine of the type mentioned, which is particularly suitable for grinding gear flanks with a disc grinding wheel with a slightly hollow cone-shaped end face (inner cone) on the side facing the tooth flank, at which theoretically a point of the grinding wheel edge, which is formed by the jacket of the flat inner cone and the outer jacket of the grinding wheel, which generates the tooth flanks. When grinding with such a grinding wheel, it is moved from the tooth tip to the tooth root.
It is desirable to perform the grinding movement in the direction of the tooth profile much more slowly than in the direction of the tooth width.
To solve this problem, the invention provides that the roller slide can be rolled by means of an articulated drive slide with a plane on the common roller arc, that a grinding wheel carrier attached to the end of the roller belt can be displaced parallel to the rolling plane of the roller slide on the roller slide is guided and that a spring holding the roller belt under tension is arranged between the grinding wheel carrier and the roller slide.
In a tooth flank grinding machine designed according to the invention, the accuracy of the toothing depends only on the quality of the guidance of the grinding wheel carrier on the roller carriage and the guidance of the roller carriage in the joint between the roller carriage and drive carriage. The grinding machine is very robust with high accuracy of the tooth flanks generated, which he very much wants for the large machining work that is possible with the above-described, already beaten disk grinding wheel.
In order to solve the task known per se in a tooth flank grinding machine designed according to the invention, to be able to use a single common rolling arc for different base circle diameters, a further development of the grinding machine provides that an auxiliary rolling arc is attached to the drive carriage, its geometric axis with the geometric axis of the joint between the drive slide and roller slide coincides, and that a winch ruler is arranged on this auxiliary rolling arc by means of auxiliary rolling strips,
- which is displaceably guided in the rolling carriage at a right angle to the rolling plane of the rolling carriage and with its leg parallel to the rolling plane is guided in a guide in a sliding block that - in turn, in the grinding wheel carrier at a right angle to the rolling plane:
the roller slide is guided and carries an adjustable angle bare backdrop, in which a sliding block slides, which is articulated with a parallel to the Abroll plane displaceably guided rod in the grinding wheel carrier, to which the end of the roller belt is attached.
The invention is explained in more detail below with reference to schemati cal drawings of an embodiment.
1 shows a tooth flank grinding machine designed according to the invention in a view of the grinding disks at the start of grinding on the tooth tip; FIG. 2 shows the same view during the grinding of the tooth root and FIG. 3 shows the horizontal section II-III of FIGS. 1 and 2 through the stand of the machine or the floor plan of the device, however, in a central and parallel position of the grinding wheel axes .
In the following description, only one rolling device is described in more detail. The reference numbers of the parts of the second rolling device, which is identical to this, are given in brackets.
In the stand 1 of the tooth flank grinding machine, two vertically arranged screw spindles 2 (3) are mounted, which can be driven together by a gear unit, not shown. Each spindle nut 4 (5) is fastened in a drive chute 6 (7), which is vertically displaceable by means of a guide 8 (9) in the stand 1. An auxiliary roll arch 10 (11) with the radius R is attached to each drive slide 6 (7). The drive chute 6 (7) is articulated to a roller slide 12 (13) by means of a hinge pin 46 (47) on the geometrical axis of the auxiliary rolling arc 10 (11).
The rolling chute 12 (13) has a flat surface or rolling plane 14 (15) which is supported on a rolling arc 16 with the diameter dr that is common to both rolling devices. This roll arch 16 is attached to a support 17, which in turn is firmly connected to the stand 1. Parallel to the rolling plane 14 (15), a guide is provided in each roller chute in which a grinding wheel carrier 18 (19) is displaceably guided, in which the disc grinding wheel 20 (21) is also mounted parallel to the rolling plane 14 (15). A tension spring 22 (23) is arranged between the grinding wheel carrier 18 (19) and the roller chute 12 (13).
At right angles to the rolling plane 14 (15) in the roller carriage 12 (13) one arm of a Winkelli neals 24 (25) and in the grinding wheel carrier 18 (19) a sliding block 26 (27) is displaceably guided. The other arm 28 (29) of the angular ruler 24 (25) extends parallel to the rolling plane 14 (15) of the rolling slide 12 (13) and is guided displaceably in a guide 48 (49) in the sliding block 26 (27) so that when the angular ruler 24 (25) is displaced relative to the roller chute 12 (13) associated with it, the sliding block 26 (27) relative to the grinding wheel carrier 18 (19) is also displaced.
On the angle ruler 24 (25) two auxiliary scroll bands 42 and 44 (43 and 45) are attached, which loop around the auxiliary scroll arch 10 (11) and are clamped against each other in a known manner. A gate 30 (31) is pivotably arranged on the gate ruler 26 (27) and is clamped at an angle d to the guide of the gate ruler. In the link 30 (31) a link block 32 (33) is guided, with which a rod 34 (35) is articulated, which in turn is guided in the grinding wheel carrier 18 (19) parallel to its guide and thus parallel to the rolling plane of the roller slide .
One end of a roller band 36 (37) is attached to the rod 34 (35), the other end of which is attached to the roller arch 16 at point 38 (39).
The gear wheel or workpiece 40 to be ground with the base circle diameter db is mounted in the workpiece slide 41, the partial device required to rotate the workpiece from one tooth gap to the other is not shown. The workpiece chute 41 can be moved back and forth in the stand 1 parallel to the workpiece axis with drive means (not shown).
If the lowest points of the grinding disks 20 (21) are now to be brought from the uppermost position shown in Fig. 1 on an involute with the base circle diameter db of the workpiece 40 into the end position shown in Fig. 2, in which they engage the tooth root of the workpiece During this operation, the workpiece is moved back and forth axially or in the longitudinal direction of the tooth, then this is done in the following way: The transmission, not shown, rotates the two screw spindles 2 (3) simultaneously, whereby the two drive carriages 6 (7) are lowered .
As a result, because of the articulated connection with the drive carriages, the outer ends of the rolling slides 12 and 13 also lower. The flat surfaces 14 and 15 of the rolling chutes roll with some sliding on the common rolling arch 16.
By lowering the outer ends of the rolling carriages and resting the inner ends on the rolling arc 16, these rolling carriages 12 and 13 are also pivoted relative to the geometrical axis of the associated auxiliary rolling arc 10 and 11 and thus also the axes 46 and 47, whereby the angle rulers Roll 24 and 25 by means of the auxiliary roller belts 42 and 44 or 43 and 45 on this auxiliary roller arch.
As a result, the Win kellineale 24 and 25 move relative to the rolling chutes 12 and 13 and take over their arms 28 and 29 at the same time and in the same direction via the guide 48 and 49 and the link rulers 26 and 27 in the grinding wheel carriers 18 and 19 with . Through this movement Be the sliding blocks 32 and 33 and thus the rods 34 and 35 relative to the grinding wheel carriers 18 and 19 are displaced due to the slanted scenes 30 and 31 at the angle ö.
But since the rods 34 and 35 are attached to the conveyor belts 36 and 37, the grinding wheel carriers 18 and 19 move in the direction of their guides or parallel to the surfaces 14 and 15 and thus also parallel to the stretched sections of the conveyor belts 36 and 37. By pulling the springs 22 and 23, the belts 36 and 37 are constantly stretched tightly over the rods 34 and 35, the sliding blocks 32 and 33, the scenes 30 and 31 and the sliding blocks 26 and 27.
To set the grinding wheels 20 and 21 are not shown in the grinding wheel carriers 18 and 19 provided guides perpendicular to the respective grinding spindle axes or perpendicular to the workpiece axis before seen, on the one hand, to compensate for the wear of the grinding wheels in diameter and on the other hand, the grinding wheels on the correct Set the distance from the workpiece axis.
The additional movement of the grinding wheel carriers 18 and 19 with respect to the rods 34 and 35 or the roller belts 36 and 37 via the elements mentioned and starting from the auxiliary roller arcs 10 and 11 be the purpose of correction; which results from the deviation of the roll arch diameter dr from the base circle diameter db. The relationship between the various variables results from the formula
EMI0002.0068
The roll tape thickness is assumed to be infinitely small.
With a finite roll band thickness D, the actual roll arch diameter dr '= dr + Dr. If the arc diameter dr is identical to the base circle diameter, this device can also be used, results in the formula
EMI0003.0002
In this case, the scenes are set at the angle d = 0, since if dr and db are equal, an additional movement is not necessary.