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Die Erfindung betrifft eine Wälzeinrichtung an einer Zahnflankenschleifmaschine,
mittels der in bekannter Weise vorbearbeitete, evolventenverzahnte Stirn- bzw. Schraubenräder
mit großer Genauigkeit fertigbearbeitet werden können.
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Im Gegensatz zu bekannten Maschinen dieser Art, bei welchen die Abwälzbewegung
vom Werkstück ausgeführt wird und die Schleifköpfe nur zur Einstellung des Anstellwinkels
verschwenkt werden, während der Bearbeitung aber eine geradlinige Verschiebebewegung
durchführen, geht die Erfindung von einer Maschine aus, bei der das Werkstück stillsteht
und sich nur das Werkzeug bewegt, wobei es, um die Schleifscheibe in einer Evolventenbahn
an der zu bearbeitenden Zahnflanke vorbeizuführen, eine Schwenkbewegung um einen
Zapfen durchführt, der wiederum auf einem Schlitten geradlinig verschoben wird.
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Bei der bekannten Maschine besteht dabei auf Grund der kinematischen
Zusammenhänge zwischen Schwenk- und geradliniger Bewegung das Erfordernis, daß die
Ausgangslage der wirksamen Schleiffläche (Erzeugenden) in der zur Bewegung des Schlittens
senkrechten Axialebene durch das Werkstück liegt, was zur Folge hat, daß nur in
dem Ausnahmefall, daß die Bearbeitung der Zahnflanke tatsächlich in dem auf dem
Grundkreis des Zahnrades liegenden Ursprung der Evolvente beginnt, die Schleifscheibe
von ihrer Ausgangslage aus arbeiten kann, während in den meisten Fällen der erste
zu schleifende Punkt der Zahnflanke wegen der erforderlichen Zahnkorrekturen, Hinterschneidungen
usw. einen Abstand vom Grundkreis aufweist, wobei sich dieser Punkt ebensowie der
Endpunkt der zu schleifenden Evolvente aus der zeichnerischen Konstruktion des zu
schleifenden Zahnprofils ergibt.
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Wie später unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert
wird, ist mit dieser Lage des ersten Arbeitspunktes eine Schwenkbewegung des Werkzeuges
und damit wiederum eine Hubbewegung des Schlittens verbunden, so daß zudem eigentlichen
Arbeitshub noch ein von der Konstruktion der Zahnflanke abhängiger Leerhub kommt,
der bei der Maschinenkonstruktion eingeplant sein muß und einen großen Gesamthub
erfordert, obwohl der eigentliche Arbeitshub innerhalb eines großen Bereiches unterschiedlicher
Zahnräder relativ klein ist.
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Um Beschädigungen des Zahngrundes zu vermeiden, ergibt sich bei der
bekannten Maschine der Umstand, daß der Abstand zwischen der Bewegungsmittellinie
des Schlittens und der zu dieser Mittellinie parallelen Tangente an den Grundkreis
des Zahnrades bei verschiedenen Zahnrädern ebenfalls verschieden ist, was wiederum
die Maschinenkonstruktion komplizieren und versteuern kann.
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Ebenfalls kompliziert, und zwar sowohl bezüglich der Konstruktion
als auch bezüglich der Einstellung der Maschine vor der Bearbeitung unterschiedlicher
Zahnräder, wird die vorbekannte Maschine durch die große Anzahl der kinematischen
Übertragungselemente, die erforderlich sind, um die einer Evolventenbahn entsprechende
Kopplung der Verschiebebewegung des Schlittens mit der Schwenkbewegung des Werkzeuges
zu erzwingen, wobei der Einstellung komplizierte Berechnungen vorausgehen müssen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die erwähnte bekannte
Maschine unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile zu vereinfachen. Insbesondere
sollen dabei der konstruktiv vorzusehende Gesamthub des Schlittens veringert und
die Zahl der kinematischen Übertragungselemente verringert werden, wodurch sich
eine Vereinfachung der Konstruktion und der Maschineneinstellung ergibt.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß man anstatt, wie bei
der bekannten Maschine, das Werkzeug vor Beginn des eigentlichen Schleifvorganges
um einen von der Zahnform abhängigen Winkel zu verschwenken, das zu bearbeitende
Zahnrad gegenüber der zur Bewegungsmittellinie des Schlittens senkrechten Axialebene
durch das Werkstück um eben diesen Winkel verdreht und die Ausgangslage der Erzeugenden
der Schleifscheibe (Schleiffläche) gegenüber der vorerwähnten senkrechten Axialebene
durch das Werkstück versetzt. Dieses hat zur Folge, daß die Schleifscheibe immer
von ihrer zur Vorschubbahn des Schlittens rechtwinkligen Ausgangslage aus zu arbeiten
beginnt, ganz gleich welcher Art und Größe das zu bearbeitende Zahnrad innerhalb
des durch die Maschinenkonstruktion bedingten Bearbeitungsspielraumes ist.
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Demnach besteht die Erfindung in einer Wälzeinrichtung an einer Zabnflankenschleifmaschine,
bei der die geradlinige Erzeugende einer drehantreibbaren Schleifscheibe an der
Zahnflanke des stillstehenden Werkstückes eine angenäherte Evolvente beschreibt,
mit einer um einen zur Werkstückachse parallelen Zapfen schwenkbaren, von einem
kurbelförmigen Halter getragenen Werkzeugspindel, wobei der Zapfen in Abhängigkeit
von der Schwenkbewegung in einer zu einer Tangentialebene an den Grundkreiszylinder
des Werkstücks parallelen Ebene mittels eines rechtwinklig zur Werkstückachse bewegbaren
Schlittens verschiebbar ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Erzeugende
der Schleifscheibe in ihrer Ausgangslage einen Abstand cpo - Ro von der zur Vorschubbahn
des Zapfens rechtwinkligen Axialebene des Werkstückes aufweist, wobei der Winkel
990 definiert ist durch den Schnittwinkel zweier Tangenten t, und t2 an den Grundkreis,
von welchen eine den Grundkreis im Ursprung der Evolvente des Zahnprofils berührt,
während die zweite durch den ersten zu bearbeitenden Punkt der Zahnflanke geht und
R, der Radius des Grundkreiszylinders ist.
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Als Bearbeitungswerkzeug kann eine flache Schleifscheibe mit Linienberührung
mit der zu schleifenden Zahnflanke verwendet werden, wenn ein Zahnprofil ohne Kopf-
und bzw. Fußhinterschneidungen bzw. bei Schraubenrädern ohne Schraubengangkorrekturen
erzeugt werden soll, da dann keine Gefahr einer Beschädigung der vorher geschliffenen
Teile der Zahnflanke infolge der erwähnten Linienberührung besteht. Bei der Herstellung
eines modifizierten Evolventenprofils, d. h. also mit Kopf- und bzw. oder Fußhinterscbneidungen
oder mit Korrekturen des Steigungswinkels bei Schraubenrädern, wird eine kegelförmige
Schleifscheibe bevorzugt, die mit der Zahnflanke des Werkstückes Punktberührung
hat, wodurch die vorher erwähnte Gefahr der Beschädigung bereits geschliffener Teile
beseitigt wird.
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Bei der nun folgendenBeschreibung derErfindung an Hand einiger Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist wegen der universelleren Anwendungsmöglichkeit
eine kegelförmige Schleifscheibe beschrieben, ohne jedoch die Erfindung
hierauf
zu beschränken. In der Zeichnung stellt dar F i g. 1 die Schleifscheibe sowie ihre
Halterung und den Schlitten unter Bezugnahme auf eine zu bearbeitende Zahnflanke,
F i g. 2 die Schleifscheibe mit Halterung, Hauptschlitten und kinematischem Gestänge
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 3 eine andere Anordnung der kinematischen
Elemente, F i g. 4 eine weitere mögliche Ausführung der kinematischen Übertragungselemente,
F i g. 5 die geometrischen Zusammenhänge bei der Bearbeitung einer Zahnflanke mittels
bekannter Vorrichtungen, F i g. 6 weitere geometrische Gegebenheiten bei bekannten
Vorrichtungen, F i g. 7 eine der F i g. 5 entsprechende Darstellung der geometrischen
Zusammenhänge bei Verwirklichung des Erfindungsgedankens.
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Vor der Beschreibung konkreter Verwirklichungsmöglichkeiten der Erfindung
sollen im folgenden, zunächst unter Bezugnahme auf die F i g. 5 bis 7, die der Erfindung
zugrunde liegenden theoretischen Zusammenhänge, teilweise unter Bezugnahme auf die
Verhältnisse bei bekannten Maschinen, erläutert werden.
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In F i g. 5 sind die wichtigsten Konstruktionsmerkmale eines Zahnrades
dargestellt, nämlich Teile des Grundkreises mit dem Radius R., des Fußkreises mit
dem Radius Rf, des Wälzkreises mit dem Radius R", und des Kopfkreises mit dem Radius
Rk sowie ein Teil der Zahnflanke, die zwischen den Punkten il und i2 eine Evolvente
i bildet, der die Erzeugende der Schleifscheibe bei der Bearbeitung der Zahnflanke
folgen soll. Die Evolvente hat ihren Ursprung im Punkt O auf dem Grundkreis, doch
entspricht die tatsächliche Zahnflanke nur in den seltenen Ausnahmefällen, daß keinerlei
Korrekturen des Zahnprofiles erforderlich sind, bis zum Grundkreis einer , Evolvente,
während im allgemeinen der Punkt il einen Abstand vom Grundkreis aufweist.
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In F i g. 6 sind nun zusätzlich zum Grundkreis mit dem Radius R.,
dem Ausgangspunkt der Evolvente O, den Punkten il, i2 und dem auf der Evolvente
i liegenden Teil des Zahnprofils noch einige Konstruktionsmerkmale bekannter Bearbeitungsmaschinen
dargestellt.
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Bei den früheren Vorrichtungen besteht dabei auf Grund der kinematischen
Zusammenhänge zwischen der Schwenkbewegung des Bearbeitungswerkzeuges und der geradlinigen
Bewegung des das Bearbeitungswerkzeug tragenden Schlittens, dessen Bewegungsmittellinie
mit h bezeichnet ist, das Erfordernis, daß bei jeder Arbeitsbewegung die Ausgangslage
der Erzeugenden der Schleifscheibe zusammenfällt mit der auf h senkrechten
Axialebene s durch das Werkstück. Dies hat zur Folge, daß nur in dem Sonderfall,
daß die Bearbeitung der Zahnflanke tatsächlich in dem auf dem Grundkreis des Zahnrades
liegenden Ursprung O der Evolvente beginnt, die Schleifscheibe von ihrer Ausgangslage
go ausarbeiten kann, während in den meisten Fällen der erste zu schleifende Punkt
i, der Zahnflanke einen Abstand vom Grundkreis aufweist, wobei sich dieser Punkt
il ebenso wie der Endpunkt der zu schleifenden Evolvente i bekanntlich aus der zeichnerischen
Konstruktion der herzustellenden Zahnflanke ergibt. Die Tangente t1 an den Grundkreis
mit dem Radius R, durch diesen ersten zu schleifenden Punkt il auf der Evolvente
i schließt mit der Tangente to an den Grundkreis durch den Ursprung O der Evolvente
einen Winkel 99, ein, um den bei der bekannten Maschine der Spindelhalter verschwenkt
sein muß, bevor die Schleifscheibe mit der Bearbeitung der Zahnflanke beginnt.
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Aus den vorerwähnten kinematischen Gründen ist aber mit jeder Schwenkbewegung
des Spindelhalters auch eine geradlinige Verschiebung des Schlittens verbunden,
der in F i g. 6 als Ho bezeichnet ist, so daß der mit dem Winkel 99, verbundene
Hub Ho des Schlittens bei der Bearbeitung der meisten Zahnräder zu dem produktiven
Arbeitshub H; des Schlittens hinzukommt, der mit der während der tatsächlichen Bearbeitung
erforderlichen Schwenkbewegung des Spindelhalters um den dem Evolventenbogen i entsprechenden
Winkel qqi verbunden ist. Der Winkel qgi ergibt sich dabei analog dem Winkel cpo
zwischen der vorerwähnten Tangente t1 an den Grundkreis und einer weiteren Tangente
t2 an den Grundkreis durch den letzten geschliffenen Punkt i2 auf der Evolvente
i. Beide Punkte liegen, wie bereits erwähnt, durch die zeichnerische Konstruktion
der herzustellenden Zahnflanke fest.
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Bei der bekannten Maschine setzt sich also der bei der Maschinenkonstruktion
vorzusehende Gesamthub HT des Schlittens aus dem dem Winkel q" zugeordneten Leerhub
Ho und dem dem Winkel (pi entsprechenden Arbeitshub Hi zusammen, wobei dieser Gesamthub
einem Winkel 99T entspricht, der eingeschlossen wird von der durch den Ursprung
O der Evolvente gehenden Tangente to an den Grundkreis des größten Zahnrades, das
auf der Maschine bearbeitet werden kann, und der Tangente t2 an den Grundkreis durch
den äußersten Endpunkt i2 der zu bearbeitenden Fläche bei der größten auf der Maschine
zu bearbeitenden Zahnhöhe.
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Da das Verhältnis der Winkel 990 zu cpT verhältnismäßig groß sein
kann, muß bei der Konstruktion bekannter Maschinen ein großer Leerhub Ho eingeplant
werden, obwohl der tatsächliche Arbeitshub Hi innerhalb eines großen Bereichs verschiedenartiger
Zahnräder relativ klein ist.
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Nachdem jedem Winkel 990 auch eine Strecke auf der senkrechten Axialebene
s durch das Werkstück entspricht, ergibt sich, wenn - wie normalerweise der Fall
ist - der Abstand L zwischen dem Mittelpunkt des Drehzapfens des Werkzeughalters
und dem Außenumfang der Schleifscheibe konstant gehalten wird, bei der bekannten
Maschine der weitere große Nachteil, daß für jedes cpo (wenn dieses nicht ausnahmsweise
gleich Null ist) ein anderer Abstand a der Mittellinie h der Bewegungsbahn des Schlittens
vom Grundkreis erforderlich ist, um
| a) zu vermeiden, daß die Schleifscheibe mit der |
| Hohlkehle am Fuß benachbarter Zähne in Be- |
| rührung kommt, wenn sie sich in ihrer Aus- |
| gangsstellung (go) befindet, und |
| b) die volle abgewickelte Länge |
| l12 Ro ' (cpT2 r,02) |
| des Zahnprofils durch den begrenzten Radius |
| der verfügbaren Schleiffläche zu erfassen. |
Für gegebene Werte vom Ro, 99, und L kann die Größe von a aus der
Gleichung: a=Ro*(coscpo+9po,sincpo-1)+L-cosTo errechnet werden.
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Schließlich sind bei der bekannten Maschine auch noch eine große Anzahl
kinematischer übertragungselemente erforderlich, um die zur Erzeugung einer Evolvente
erforderliche Wechselbeziehung zwischen Schwenkbewegung des Werkzeughalters und
geradliniger Bewegung des Schlittens zu erhalten. Dies wird bei der bekannten Maschine
erreicht durch eine stufenweise Mechanisierung von a-tgq9-Ro-secrp-(gg-sin(p), und
zwar zunächst durch einen a - tg 99-Mechanismus, dann einen a - Ro - (tg 97 - sin
gp)/n-Mechanismus und schließlich eine Winkelkorrekturvorrichtung, so daß R" - (tg
9p - sin T)ln umgewandelt wird in Ro . sec 9p - (T - sin cp)
über R0 - (tg zy - sin W)/n, wobei iy gegeben ist durch die Beziehung 1- cos y
= h - (9p cosec T - 1).
Die vorstehend umrissenen Nachteile
bekannter Vorrichtungen, von welchen die Erfindung ausgeht, werden erfindungsgemäß
dadurch vermieden, daß man, anstatt den Spindelhalter vor Beginn des Schleifens
um den Winkel 99o zu verschwenken (F i g. 6), das zu bearbeitende Zahnrad gegenüber
der senkrechten Axialebene durch das Werkstück s um eben diesen Winkel cpo (F i
g. 7) verdreht und die Ausgangslage der Erzeugenden der Schleifscheibe (Schleiffläche)
um den Wert R0 - 99, gegenüber der senkrechten Axialebene durch das Werkstück versetzt.
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Dies hat unmittelbar zur Folge, daß der Winkel 9:0 als Schwenkwinkel
des Spindelhalters nicht mehr in Erscheinung tritt, so daß die Schleifscheibe immer
von der Ausgangslage g0 ihrer Erzeugenden aus zu arbeiten beginnt, ganz gleich,
wie groß der Winkel To
ist. Die unmittelbare Auswirkung hiervon ist wiederum,
daß der Abstand a für alle auf der Maschine bearbeitbaren Zahnräder konstant bleiben
kann, weil die Ausgangsstellung g0 der Erzeugenden stets und unabhängig von dem
Wert für 99, parallel zur senkrechten Axialebene s durch das Werkstück verläuft.
Es besteht dabei keine Gefahr einer Beschädigung der Hohlkehle, und in dem Abwälzmechanismus
treten keine ungünstigen Winkelstellungen auf.
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Der Wegfall der dem Winkel % entsprechenden Schwenkbewegung
des Spindelhalters hat zur Folge, daß die Schwenkbewegung nur noch um den der tatsächlich
zu bearbeitenden Fläche entsprechenden Winkel cpi erfolgt, daß also am Schlitten
nur noch der reine Arbeitshub HI, der wiederum abhängig ist vom Durchmesser des
größten zu bearbeitenden Zahnrades und von der größten herstellbaren Zahnhöhe, auftritt.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, das ungünstige Verhältnis zwischen konstruktiv
vorzusehendem Maximalhub und tatsächlichen Arbeitshub, das bei einer bekannten Maschine
mit einem Bearbeitungsbereich von etwa 750 bis 2000 mm Zahnraddurchmesser mindestens
4,4 beträgt, auf einen maximalen Wert von 1,1 bei einer erfindungsgemäßen Maschine
herabzusetzen, wodurch die Größe des Schleifkopfes erheblich veringert werden kann.
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Dies wird offensichtlich, wenn man die dem Hub des Schlittens zugrunde
liegenden Gleichungen bei den Verhältnissen gemäß F i g. 6 (bekannte Vorrichtung)
und gemäß F i g. 7 (erfindungsgemäße Vorrichtung) vergleicht. Gemäß F i g. 6 ergibt
sich dabei für den Hub HT folgende Gleichung:
| HT = [a ' tg T'T - Ro ' sec cpT - (eT
- sin cpT)] |
| - [a - tg 990 - Ro - sec q7,07 - (99o - sin T0
)j |
Bei dieser Gleichung fällt nur in dem Sonderfall, das cpo = 0 ist die Ausgangslage
der Erzeugenden mit der senkrechten Axialebene durch das Werkstück zusammen, so
daß dann die zweite Klammer in der Gleichung zu Null wird.
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Demgegenüber gilt für die in F i g. 7 dargestellten Zusammenhänge
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Hub HT des Schlittens der hier gleich
dem Arbeitshub HI ist, folgende Gleichung: HT = HI = a - tg
TI - Ro ' sec TI, [(TI - sin T) + q.0 - (1- cos.mt)I für den gesamten Bereich
TI = 0 bis TI = @I - @Po .
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Nachdem in vorstehender Gleichung kein a9907 Glied mehr vorhanden
ist, ist auch ersichtlich, daß a bei konstantem L ebenfalls konstant
sein kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich in diesem Zusammenhang
aus der Tatsache, daß der jeweilige Mechanismus nicht mehr so sehr vom Wert a abhängig
ist, wie bei den bekannten Vorrichtungen, wo eine bestimmte untere Grenze für a
sich aus dem a - tg T-Mechanismus ergab, dessen Betriebskennwerte beeinträchtigt
würden, wenn a im Verhältnis zu den Trägheitsmomenten des während des Betriebes
mit hoher Drehzahl schnell schwingenden Spindelhalters zu klein gewählt würde. Bei
der erfindungsgemäßen Lösung dagegen kann der Abstand a so klein gemacht werden,
wie es die Gesamtkonstruktion der Maschine zuläßt, wodurch für ein gegebenes Verhältnis
der Werte Ro, TO, 99T der konstruktiv vorzusehende Maximalhub des
Schlittens herabgesetzt werden kann.
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Dadurch, daß der Winkel To nicht mehr als Schwenkbewegung des Spindelhalters
in Erscheinung tritt, läßt sich der kinematische Aufwand zur Koordinierung der schwenk-
und geradlinigen Bewegung der bei der bekannten Vorrichtung, wie erwähnt, sehr erheblich
ist und dem komplizierte Gleichungen zugrunde liegen, bei der Erfindung wesentlich
verringern und auf die Erfüllung der Forderung reduzieren, daß eine Schwenkbewegung
c91 des Bearbeitungswerkzeuges begleitet ist von einer geradlinigen Bewegung entlang
der Linie h des Schlittens der den Zapfen, um den der Halter der Werkzeugspindel
schwingt, trägt, nach der Gleichung: x = a ' tg (PI - R0 ' sec ggr [Ti - sin Ti)
+,' To (1- cos @pi)l Die Erfüllung der vorstehend definierten und auf dem Gebiet
der Zahnradbearbeitungsmaschinen als gegenüber bekannten Vorrichtungen einfach zu
betrachtenden Forderungen ermöglicht nicht nur eine erhebliche Reduzierung der diesen
Bewegungszusammenhang
erzwingenden kinematischen Elemente, sondern
gestattet auch, auf Grund der jedem Konstrukteur zugänglichen Mittel der allgemeinen
Getriebelehre für den erforderlichen Mechanismus eine Einheitskonstruktion zu schaffen,
von welcher einige bevorzugte Ausführungsformen in den F i g. 2 bis 4 dargestellt
und an Hand dieser nachfolgend erläutert sind, während die F i g. 1 für das Verständnis
nützliche Zusammenhänge demonstriert. Sie können durch Verstellen oder Auswechseln
einzelner Teile dem jeweils zu bearbeitenden, sowieso zeichnerisch konstruktiv festzulegenden
Zahnprofil angepaßt werden. Auf Grund der erfindungsgemäßen Vereinfachung der Übertragungselemente
ist es möglich, bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen an Stelle der bekannten zwölf
nur sieben der meist paarweise vorzusehenden kinematischen Elemente zu verwenden.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Wälzeinrichtung
an einer Zahnfankenschleifmaschine eine drehantreibbare Werkzeugspindel 1 auf, welche
eine Schleifscheibe 2 mit kegelförmiger Arbeitsfläche trägt, deren Scheitelwinkel
150 bis 178° beträgt. Die Spindel 1 wird von einem kurbelförmigen Halter
3 getragen, der um einen zur Werkstückachse M parallelen Zapfen 4 schwenkbar
ist, wobei der Zapfen 4 in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung mittels eines
geradlinig bewegbaren Schlittens 5 entlang der Bewegungsbahn h verschiebbar ist.
Der Schlitten 5 ist dabei in Führungen 61 und 6., gelagert, die senkrecht zur Axialebene
s durch das Werkstück verlaufen. Die Mittellinie h der Bewegungsbahn des Schlittens
weist vom Grundkreis mit dem Radius Ro den senkrechten Abstand a auf.
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In der Ausgangsstellung g. ist der Erzeugende der Schleifscheibe 2
bzw. der Mittelpunkt des Zapfens 4 gegenüber der senkrechten Axialebene s durch
das Werkstück um den Abstand Ro , cpo versetzt. Nur in den Fällen, wo das
Evolventenprofil bis zu seinem Ursprung O auf dem Grundkreis geschliffen werden
muß, fällt die Ausgangslage g, mit der senkrechten Axialebene s zusammen.
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Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß, wenn die Winkelbewegung und die
geradlinige Bewegung der Schleifscheibescheibe um den Zapfen 4 bzw. längs
der Führungen 61 und 62 zueinander so abgestimmt sind, daß von der Ausgangslage
go aus eine Winkelbewegung Ti stets begleitet ist von einer geradlinigen Bewegung
x = a - tg cpi - Ro - sec (pi # RTi - sin Ti) +' qro * (1 - cos Ti)] die
Erzeugende g der Schleifscheibe auch gleichzeitig die Erzeugende einer Evolvente
i ist, die vom Ursprung O aus entwickelt wird.
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Ebenso sieht man, daß infolge der in Wechselbeziehung zueinander stehenden,
soeben beschriebenen Bewegungen jeder Punkt in einer Ebene senkrecht zur Achse des
Zapfens 4 und starr mit diesem verbunden gegenüber der Führung 8 des Schlittens
5 eine gekrümmte Bahn beschreibt. Der Punkt A, beispielsweise, der vom Zapfen 4
den Abstand m (F i g. 7) aufweist, beschreibt die Bahn ca-a, der Punkt
B eine andere Bahn ß-ß usf.
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Eine praktische Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 2 gezeigt.
Dabei ist eine Führungsschablone 7 in gleicher Weise gekrümmt, wie die Bahn a-a
des Punktes
A, wobei die Führungsschablone 7 auf der Schlittenführung 8 starr
befestigt ist. Die gewünschte Wechselbeziehung zwischen der Winkelbewegung und der
geradlinigen Bewegung der Schleifscheibe kann hier in sehr einfacher Weise dadurch
erhalten werden, daß eine Rolle 9 vorgesehen wird, deren Mittelpunkt mit dem Punkt
A zusammenfällt und die das Ende eines Hebels
10
bildet, dessen anderes Ende
starr mit dem kurbelförmigen Halter 3 der Werkzeugspindel 1 verbunden und um den
auf dem Schlitten 5 angebrachten Zapfen
4 schwenkbar ist. Die Rolle
9 muß dann stets in Berührung mit der Führungsschablone 7 gehalten werden,
während der Schlitten 5 längs seiner geradlinigen Führung
61 und
62 hin- und herbewegt wird, wodurch der die Werkzeugspindel l tragende Halter
3 eine schwingende Bewegung ausführt. Es handelt sich hier also um die unmittelbare
Mechanisierung der parametrischen Gleichungen für die Bahn von A, nämlich
Diese Verwirklichung des Erfindungsgedankens ist dann zweckmäßig, wenn ein Schleifkopf
so konstruiert ist, daß er große Stückzahlen gleicher Zahnräder in zwei oder drei
verschiedenen Größen bearbeitet, so daß auch nur zwei oder drei verschiedene Führungsschablonen
erforderlich sind. Bei Maschinen, die eine große Zahl verschiedenartiger Zahnräder
bearbeiten sollen, wäre jedoch ein Schleifkopf, der nach dem vorstehend beschriebenen
Prinzip arbeitet, im Betrieb viel zu teuer, da jeder Zahnradtyp ein eigene besondere
Führungsschablone erfordert.
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Dieser Nachteil wird durch ein Gelenkviereck beseitigt, wie es in
F i g. 3 dargestellt ist. Hierbei ist eine verstellbare Kurbel 11 bei
12 und ein verstellbarer Hebel 13 bei 14 an der Führung
8 angelenkt. Ein verstellbares Kupplungsglied 15 ist mit der Kurbel 11 und
dem Hebel 13 an den Anlenkpunkten 16 bzw. 17 verbunden. Der als Drehzapfen ausgebildete
Punkt A des Hebels 10 ist verstellbar auf dem Kupplungsglied 15 angebracht.
Durch Wahl der richtigen Abmessungen der einzelnen Glieder, wozu auch die Stellung
der Anlenkpunkte 12, 14 und A bezüglich der Führungen 61, 62 gehört, führt
der Mechanismus den Drehzapfen A längs der Bahn a-a und ergibt damit die richtige
Wechselbeziehung zwischen der bereits erwähnten Winkelbewegung und der zugeordneten
linearen Bewegung des Schlittens 5.
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Verschiedene Abmessungen der Glieder, die durch eine Längsverstellbarkeit
der Teile 10, 11, 13 und 15
im Sinne einer Änderung des Abstandes der
Anlenkpunkte 4-A, 12-16, 16-17 und 17-14 erhalten werden können, ergeben verschiedene
Bahnen für den Drehzapfen A. Man kann sie so berechnen, daß sie für jeden Zahnradantrieb
innerhalb des Konstruktionsbereiches der Maschine passen. Die erforderlichen Längenabmessungen
der verstellbaren Teile lassen sich dabei nach den wohlbekannten Gesetzen der Getriebelehre
ermitteln, wenn man von der zeichnerischen Zahnradkonstruktion ausgeht, durch die
die Punkte il und i2 der Evolute i festliegen. Durch die Zahnradkonstruktion sind
der Radius R, des Grundkreises sowie durch die Punkte il und i2 auch die Winkel
ggo und qgi gegeben,
so daß zusammen mit der Maschinenkonstante
a und dem von der Versetzung 99, - Ro abhängigen Wert für m auf Grund der vorstehend
mehrfach erwähnten mathematischen Zusammenhänge zwischen Schwenkbewegung um den
Zapfen 4 und geradliniger Bewegung dieses Zapfens die Bahn a-a des Punktes A durch
Auflösen der parametrischen Gleichungen XA und YA ermittelt werden kann. Die Festlegung
der Punkte 16 und 17 kann dann mittels der wohlbekannten Gleichungen der Getriebelehre
erfolgen.
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Um die Anzahl der erforderlichen Berechnungen und Einstellungen für
ein besonderes Zahnrad, die im Falle von Gelenkvierecken ziemlich groß und verwickelt
sind, zu verringern, können auch weniger komplizierte Abwandlungen des Gelenkviereckes
verwendet werden. Eine davon ist als Beispiel in F i g. 4 dargestellt, wobei es
sich um ein Gleitkurbelgetriebe handelt, d. h. ein Gelenkviereck, bei welchem der
Hebel 13 von unbegrenzter Länge ist, so daß sich der Drehzapfen 17 in einer
geradlinigen Bahn bewegen muß.
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Grundsätzlich kann man jeden Typ eines Getriebes verwenden, also ein
Gestänge mit einer Führungsschablone, Gestänge mit einer Abrollkurve usw., vorausgesetzt,
daß das Getriebe genügend einfach ist, so daß man es für verschiedene Größen von
Zahnrädern ohne allzu komplizierte Berechnungen einstellen kann und es die definierte
mathematische Beziehung zwischen H und cpf erfüllt.