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Vorrichtung zum Abrichten von Profilschleifscheiben Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Ab-
richten von Profilschleifscheiben, die insbesondere
zum Schleifen der Spanflächen von mit schraubenförmig verlaufenden Spannuten versehenen
Fräsern dienen, mit einem die Schablone tragenden Schlitten und einem das Abrichtwerkzeug
beweglich enthaltenden Abrichtschlitten, die beide in einem Gehäuse gegenläufig
verschiebbar und mittels einer um eine Schwenkachse drehbaren Steuerplatte gelenkig
miteinander verbunden sind.
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Beim Schleifen von Werkzeugen, beispielsweise der Spanflächen von
mit schraubenförmig verlaufenden Spannuten versehenen. Fräsern oder der Flanken
von Zahnforinwälzfräsem, sind Formen zu erstellen, die ein unregelmäßig gekrümmtes
Profil an den Schleifscheiben erfordern. Hierfür werden beispielsweise Schleifscheiben
verwendet, bei denen eine geneigt zu ihrer Achse verlaufende Flanke als Erzeugende
der zu schleifenden Fläche benötigt wird. Die Art und Größe der Krümmung dieser
Flanke ändert sich mit dem Durchmesser der Schleifscheibe, mit ihrem Flankenwinkel,
mit dem Fräserdurchinesser, der Lage und Größe der zu schleifenden Fläche und dem
Steigungswinkel, unter dem die Fläche zur Fräserachse verläuft.
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Der Einfluß dieser vielseitigen Faktoren läßt eine Berechnung des
gesuchten Profiles nicht sinnvoll erscheinen, zumal die errechneten Werte ihrer
Lage und Größe nach nicht einfach auf das Schleifscheibenprofil zu übertragen sind.
Die Beseitigung von Abweichungen von der Soll-Linie am Werkstück durch Korrekturen
von Hand auf Grund, gemessener Fehler am Werkstück sind schwierig und zeitraubend
und haben auch den Nachteil ungenügender Genauigkeit. Vor allem sind sie, nicht
gleichartig mit Sicherheit wiederholbar.
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Das beim Schleifen der Spanflächen gelegentlich angewandte Wälzritzverfahren
erlaubt zwar eine unmittelbare Auffindung des gesuchten Profils mit Ausnahme, tiefliegender
Zonen der Spannut, ist jedoch bei jedem Abrichtvorgang äußerst zeitraubend.
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Es bleibt noch das Abrichten der Schleifscheibenflanke mit Geräten
mit starren Schablonen, an denen ein Tastglied entlanggleitet, das auf einer Schwinge
verschiebbar ist, die an einem Abrichtschlitten schwenkbar gelagert ist; jedoch
setzt dieses Verfahren eine Unveränderlichkeit der oben genannten Einflußgrößen
voraus, die beispielsweise nur bei der Mengenfertigung gleicher Größen in einer
Werkzeugfabrik vorausgesetzt werden kann, meist aber nicht gegeben ist. Beim Schärfen
des hinterdrehten Werkzeuges ändert sich, aber zwangläufig: dessen Durchmesser und
damit das erforderliche Profil der Schleifscheibe, so daß also im allgemeinen dieses
Prinzip nicht anwendbar ist.
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Bekannt ist eine Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben zum
Schleifen von Evolventenzahnrädern. Der um zwei senkrecht zueinander angeordnete
Achsen schwenkbare Abrichtdiamant ist mittels eines Handhebels bewegbar, an dem
sich ein Gleitstein befindet# -der beim Abrichten auf einer kreisfönnigen Kurve
gleitet, cke an einer Stoffe einen vorformbaren Teil hat, der mittels einer Stellschraube
mehr oder weniger verformt werden kann. Durch Entlanggleiten des Gleitsteines an
einem Teil des kreisförmigen Nockens und einem Teil des verforinten Nockens kann
die Schleifscheibe mit großer Genauigkeit in Evolventenform abgerichtet werden.
Die Flanken von Profilschleifscheiben zum Schleifen der Spanflächen von mit schraubenförmig
verlaufenden Spannuten verschenen FIräsern lassen sich mit dieser Vorrichtung nicht
abrichten.
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Bekannt ist,forner eine Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben
mit irgendeiner Proffform, wobei die Abrichtdiamanten Über Rollen von geraden Führungsstücken
gesteuert werden, denen eine zu ihrer hin- und, hergehenden Längsbewegung senkrechte
Bewegung mit Hilfe einer Exzenterscheibe überlagert wird. Dadurch werden die Abrichtdiamanten
nicht nur direkt proportional zur Längsbewegung der Führungsstücke quer zur Ebene,
der Schleifscheibe bewegt, sondern zusätzlich auch. in dieser Richtung, so daß die
Abrichtdiamanten ein gek-ru=-tes Profil an der Schleifscheibe erzeugen. Diese Vorrichtung
hat zwar einen in einem Gehäuse verschiebbaren, die Schablone tragenden Schlitten,
der aber nicht gegenläufig zu einem Abrichtschlitten verschiebbar gelagert ist.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Ab-
richten der
Schleifscheiben einer spitzenlosen
Schleifmaschine wird die dem
zu erzeugenden Profil der Schleifscheibe angepaßte Bewegung des Abrichtdiamanten
mittels zweier Geradführungen erzeugt, auf denen an den Enden eines doppelarmigen
Hebels gelenkig gelagerte Gleitstei#ne gleiten, die über den Hebel mit dem Werkzeughalter
für den Diamanten verbunden sind. Diese Vorrichtung weist zwar einen Abrichtschlitten.
auf, jedoch im Gegensatz zur Erfindung keinen die Schablone tragenden Schlitten,
so daß auch keine gegenläufige Bewegung der beiden Schlitten möglich ist und mit
dem zwei Geradführungen nicht verschieden große Profillängen erzeugt werden können.
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Zur Steuerung dees Abrichtdiamanten ist eine veränderliche und einstellbare
Schablone für Vorrichtungen zum Abrichten von Schleifscheiben bekannt, insbesondere
eine Schablone, deren Form derart verstellbar ist, daß die Bewegung des die Schablone
abtastenden Organs beeinflußt wird, um so in be-
stimmter Weise auf das abzurichtende
Werkstück einzuwirken. Die Schablone wird vom Antrieb der Abrichtvorrichtung hin-
und herbewegt und lenkt dabei die Abrichtwerkzeuge entsprechend der verlangten Profilform
der Schleifscheibe aus. Bei dieser Einrichtung wird nur eine ungleichmäßige Durchbiegung
erzielt, da die Zugschrauben einen unregelmäßigen Querschnitt der Profilschiene
bedingen. Diese Abrichtvorrichtung ist deshalb ungenau.
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Eine andere bekannte Vorrichtung zum Abrichten von Profilschleifscheiben
hat einen Schablonenschlitten und einen Abrichtschlitten, die in einem Gehäuse gegenläufig
verschiebbar gelagert sind und über eine zur Betätigung dienende Steuerplatte bzw.
einen doppelarmigen Hebel gelenkig miteinander und mit dem Gehäuse verbunden sind.
Mit dieser bekannten Vorrichtung ist es. aber nicht möglich, die Schlittenwege durch
Verschieben der Drehachse des doppelarmigen Hebels zu verändern und damit die gleiche
Schablone für verschiedene Profiflängen der abzurichtenden Flanken der Schleifscheiben
benutzen zu
können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abrichten von Profilschleifscheiben
zu schaffen, die auf einfache Weise an variable Abrichtgegebenheiten angepaßt werden
kann. Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schwenkachse der Steuerplatte
an einem gegenüber dem Gehäuse und quer zum Schablonenschlitten bzw. Abrichtschlitten:
beweglichen Schlitten angeordnet ist, der mittels eines weiteren Schlittens zusätzlich
parallel zum Schablonen- bzw. Abrichtschlitten verschiebbar ist. Dadurch ergibt
sich ein wesentlich größeres Anwendungsgebiet in bezug auf die Erzeugbarkeit verschieclener
Profdlm*gen von einer konstanten Schablone.
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Bei der praktischen Ausführung weist die Steuerplatte eine Kulissenführung
für drehbare Nutensteine auf, von denen der eine mit seiner Drehachse am Querschlitten,
der andere mit einer Achse am Schablonenschlitten befestigt ist.
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Um verschiedene übersetzungsverhältnisse zwischen der Höhe der Krümmung
der Schablone und der Querbewegung des Diamanten einstellen zu können, ist der Abrichtdiamant
an dem Abrichtschlitten in an sich bekannter Weise mittels einer Schwinge gelagert,
deren Drehachse verschiebbar ist.
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Zur Einstellung verschiedener Flankenwinkel ist das Gehäuse mittels
einer Feineinstellschraube um einen Bolzen schwenkbar, der in einen längs einer
prismatischen Grundplatte verschiebbaren Ständer gelagert ist.
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Um die einzelnen Einstellpositionen für die jeweiligen Stell- und
Kontrollvorgänge genau aufsuchen zu können, ist de#r Abrichtschfitten mit einem
Steuerkopf versehen, in dem sich ein Schaltnocken befindet, der auf Arretierstifte
einwirkt, die in eine am Schablonenschlitten befestigte Lochleiste eingreifen. An
dem Steuerkopf ist ein Zeiger angeordnet, der die Stellung der Tastrolle an einer
Strichleiste des Schablonenschlittens anzeigt. Zur Sichtbarmachung der Größe der
Profilordinaten steht der Tastrollenträger mit einem in dem Abrichtschlitten gelagerten
Winkelhebel in Verbindung, der auf eine an dem Steuerkopf befestigte Meßuhr wirkt.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Obersicht über die
Anordnung des Gerätes, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 eine Vorderansicht,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Seitenansicht, F i g. 5 einen Längsschnitt
durch die Vorderansicht, Fig. 6 einen Querschnitt, Fig. 7 einen Teilschnitt
durch die Arretierschaltung der Schlitten.
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Die abzurichtende Schleifscheibe 1 muß mit ihrer Flanke2 die
in Schraubenlinie verlaufende Spanfläche 3 am Fräser 4 schleifen. Um zu erreichen,
daß bei schraubenförrnig verlaufender Spannut die Spanfläche 3 genau radial
und geradlinig verläuft, muß gesetzmäßig die Flanke 2 der Schleifscheibe
1 gekrümmt sein. Um diese Krümmung zu erzeugen, erfährt der Diamant
5 beim Abrichten zusätzlich zu einer Längsbewegung 6 eine Querbewegung
7. Diese wird während der Längsbewegung durch das Abrollen einer Tastrolle
8 über ein gewölbtes Stahlband 9
durch Schwenken seines Halters
15 erzeugt (F i g. 4).
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Die Wölbung des Stahlbandes 9 wird durch in regelmäßigen Abständen
angeordnete Stellglieder 21 erreicht, die von Stellschrauben 10 auf Zug oder
Druck belastet werden können. Damit wird dem Stahlband 9 nach senkrechten
Koordinaten eine beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Form gegeben. Dies ist
jedoch bekannt.
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Die Koordinatenwerte für diese Einstellung können an dem Werkstück,
z. B. an dem Fräser 4, mit einem bekannten, hier nicht dargestellten Meßgerät ausgemessen
und festgelegt werden und an den jeweiligen Abszissenpunkten unmittelbar durch die
Stellglieder 21 unter Zuhilfenahme einer Meßuhr 11 auf das Stahlband9 übertragen
werden (Fig.3 und 6).
Eine besondere Einnchtung gestattet es, die dem Stahlband
9 so gegebene Form durch ein stufenloses Obersetzungssystem auf
jede vorkommende Länge der Schleifscheibenflanke 2 zu übertragen.
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Die Vorrichtung besitzt zu diesem Zweck zwei Schütten, den Abrichtschlitten
12 und den Schablonenschlitten 13, die geradEnig und paraHel zueinander laufen.
Der Abrichtschlitten 12 trägt die für die Schlittenbewegung erforderlichen übertragungsorgane
und der Schablonenschlitten 13 das Stahlband 9 mit seinen Stellgliedern.
21 und den Stellschrauben 10.
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Die dem Stahlband erteilte Krümmung wird als Querbewegung
7 über die im Tastrollenträger 14 gelagerte
Tastrolle
8 auf eine Schwinge 15 übertragen (F i g. 5 und 4
), die am unteren Ende den Abrichtdiamanten 5 trägt, der mit seinem
Trägerbolzen 52
axial feineinstellbar ist. Die Schwinge 15 bewegt sich
um einen Lagerbolzen 16, der seinerseits im Sützarm 48 fest gelagert ist.
Dieser Lagerbolzen 16 kann an zwei weiteren Stellen 16 a und
16 b umgeste#ckt worden, um verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen
der Höhe der Krümmung des Stahlbandes 9
und der Querbewegung 7 des
Diamanten 5 anwenden zu können. Er kann auch so angeordnet werden, daß das
übersetzungsverhältnis stufenlos verstellt werden kann.
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Um die konstante Länge des Profiles am Stahlband 9 auf die
Längsbewegung 6 des Diamanten in jedem erforderlichen übersetzungsverhältnis
übertragen zu können, wird der Abrichtschlitten 12 zum Schablonenschütten
13 in einem vorher errechneten Verhältnis gegenläufig bewegt. Da sich hierfür
stufenlose Werte ergeben, muß also auch eine stufenlose Übersetzung angebracht werden.
Die Bewegung der beiden Schlitten 12 und 13 erfolgt über die Steuerplatte
24 am Handhebel 29 (F i g. 2 und 6 ). Die Steuerplatte 24 dreht
sich nach F i g. 6 um den Achsbolzen 25, der im Abrichtschlitten 12
befestigt ist und verschiebt diesen bei der Drehung. In einer Längsnut
18 der Steuerplatte 24 bewegen sich zwei Nutensteine 23 und
26. Der Nutenstein 23 dreht sich um den Drehzapfen 20, der seinerseits
fest in einem Querschlitten 19 sitzt und als Drehachse gilt. Der Nutenstein
26 dreht sich um den Zapfen 28, der in einer Traverse 27 festsitzt,
die ihrerseits wieder fest mit dem Schablonenschlitten 13 verbunden ist.
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Bei einer Bewegung des Handhebels 29 z. B. von unten nach oben
( F i g. 2 ) schwenkt die Steuerplatte 24 um den Drehzapfen
20 unter gleichzeitiger relativer Verschiebung längs der Verbindungslinie der Bolzen
28, 20, 25; der Nutenstein 23 verschiebt sich dabei in Richtung
auf den Achsbolzen 25 und der Nutenstein 26 in Richtung auf den Drehzapfen
20, wobei der Abrichtschlitten 12 sich nach unten und der Schablonenschlitten
13 sich nach oben bewegt.
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Zur Veränderung der Schlittenwege wird die Drehachse verschoben. Der
Drehzapfen 20, der diese Drehachse bildet, sitzt fest im Querschlitten
19, dieser läßt sich gemäß F i g. 2 in seiner Führung seitlich nach
rechts oder links verschieben und nach Strichmarken 22 ein- und feststellen. Bei
jeder Verschiebung ändern sich die Hebelarme, an der Steuerplatte 24 zwischen den
Zapfen 20 und 25 sowie 20 und 28,
damit die Wege der beiden Schlitten
12 und 13 und letztlich die Größe der Bewegung, die der Diamant
5
in der Richtung 6 macht.
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Da die Schleifscheiben in der Praxis verschiedene Durchmesser haben,
jede Schleifscheibe aber auch durch natürlichen Verschleiß und durch den Abrichtvorgang
im Durchmesser kleiner wird, muß das Profil mit seinen bisher bestimmten Einzelheiten
in bezug auf seine Profilhöhe und -länge auf jeden beliebigen Ort imBcreich-der
Schleifscheibe übertragen werden können.
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Auch hierzu wird die Drehachse20 des Schlittensystems verschoben,
jedoch senkrecht zu der vorerwähnten Richtung, und zwar mit Hilfe eines Längsschlittens
53 (F i g. 2 ). An diesem sitzt die Supportmutter
32 (F i g. 5 ), die auf der in Achsrichtung fixierten Spinde131
nach oben oder unten bewegt werden kann. Diese Einstellung erfolgt in der Weise,
daß die Endpunkte für die Bewegung der Tastrolle 8
mit den Endpunkten für
die Bewegung des Diamanten 5 korrespondieren.
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Um auch den Winkel a der Flanke 2 (F i g. 1 ) zur Schleifscheibenachse
den jeweiligen Erfordernissen entsprechend verändern zu können, läßt sich das Gehäuse
30 um einen Bolzen 50 (F i g. 3 und 4 ) in bestimmten
Grenzen schwenken. Hierzu ist im Haltebock 47 eine Feineinstellschraube 34 vorgesehen,
die sich auf dem Grundständer 33 abstützt (F i g. 4
). Die Fixierung der Stellung des Gehäuses erfolgt - durch den Bolzen
49.
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Zur Grundeinstellung des Gerätes auf die genaue Radiale wird es in
seinem Grundständer 33 über die Prismengrundplatte 46 parallel zur Schleifspindelachse
verschoben.
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Die Bewegungen der beiden Hauptschlitten, des Abrichtschlittens 12
und des Schablonenschlittens 13
sind nicht auf irgendeinen Punkt des festen
Vorrichtungskörpers bezogen, sondern mit Rücksicht auf den wechselnden Mittelpunkt,
gegeben durch den Ort der Drehachse 20, aufeinander bezogen. Dies gilt für die Endbegrenzungen
der Laufwege wie für die einzelnen Einstellpositionen, die für die jeweiligen Stell-
und Kontrollvorgänge genau aufgesucht werden müssen. Dieses wird durch die Indexgruppe
(F i g. 7)
ermöglicht, die in einem Steuerkopf 17 am rückwärtigen,
oberen Ende des Abrichtschlittens 12 angebracht ist. Über eine mit einem Handgriff
35 versehene Schaltnabe und die mit dieser verbundene Schaltwelle
36 wird der Schaltnocken 37 betätigt. Dieser drückt bei der ersten
fixierten Schaltstellung mit seiner Blattfeder 38 gegen den einstellbaren
Kopf 39a des Arretierstiftes 39. Dieser wiederum drückt mit seiner runden
Stirnfläche gegen die am Schablonenschlitten 13 befestigte Lochleiste 40.
Bei weiterem Durchdrehen der Schaltnabe bis zur nächsten fixierten Schaltstellung
biegt sich die Blattfeder 38
durch und der feste Teil des Schaltnockens
37 kommt gegen den zweiten Arretierstift 41 zur Wirkung. Dabei schiebt sich
dieser mit seinem kegeligen Ende 51
in das jeweils benachbarte Loch der gleichen
Lochleiste 40.
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Die Ind-,xgruppe gestattet somit drei B#ewegungsmöglichkeiten der
beiden Schlitten 12 und 13 untereinander, und zwar den freien, ungeheirunten
Lauf aneinander vorbei, die federnde Rastung zum Aufsuchen der Positionen und die
Verriegelung der beiden Schlitten an den Positionen untereinander, gleich in welcher
Höhe sich diese befinden.
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Die jeweilige Stellung der Tastrolle 8 wird durch den am Steuerkopf
17 befestigten Zeiger 42 (F i g. 3 )
an der Strichleiste 45
des Schablonenträgers angezeigt. Die in der Zeichnung aufgeführten Stellungen von
0 bis 10 korrespondieren mit den Meßörtern oder -punkten an der Spanfläche
3 des Fräsers 4, an denen mit dem nicht dargestellten Meßgerät die Spanfläche
ausgemessen wurde.
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Im Steuerkopf 17 ist nach F i g. 6 eine Meßeinrichtung
untergebracht, die die Bewegungen der Tastrolle 8 über den einstellbaren
Tastrollenträger 14, den Winkelhebel 43 und über die Meßspitze 44 auf die Meßuhr
11 überträgt. Die Meßuhr liefert mit dem normalen und dem Millimeteranzeiger
Anzeigenwerte von 0 bis 1100, diese dienen als Dimension der Profilordinaten.
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Das Arbeitsverfahren ist also weitgehend dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst ein erzeugtes Profil
ausgemessen wird. Die hieraus erhaltenen
Meßwerte geben dann eine eindeutige Aussage über die Lage und Größe der noch vorhandenen
Fehler. Diese werden nun durch Drehen der Stellschrauben 10 an den entsprechenden
Positionen mit Hilfe der Meßuhr 11 in das Abrichtgerät eingebracht, womit
dann die Idealform erreicht ist.
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Das Festhalten der an den einzelnen Abszissenpunkten gemessenen Ordinatenwerte
gestattet es einmal, diese für wiederkehrende gleiche Fälle zu registrieren, andererseits
init der Zeit ein dichtes Netz bereits bearbeiteter Fälle zu ziehen, das dann von
vornherein eine sofortige, weitgehende Annäherung an das Ideal ermöglicht.
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Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf das beschriebene Beispiel,
vielmehr können alle durch Koordinaten bestimmbare Profile mit diesem Gerät registriert
und in dem erforderlichen Übersetzungsverhältnis auf eine Schleifscheibe übertragen
werden, unabhängig davon, ob das Profil konkav oder konvex ist oder auch beide Krümmungen
aufweist oder sogar teils geradlinig verläuft.