DE2459033C3

DE2459033C3 - Korrektureinrichtung für den Wälzantrieb einer Zahnrad-Schleifmaschine

Info

Publication number: DE2459033C3
Application number: DE2459033A
Authority: DE
Inventors: Max 8000 München Seitz
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1974-12-13
Filing date: 1974-12-13
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2459033A1; DE2462349A1; DE2459033B2

Description

30

35

40

50

55

60

65 für einen robusten Werkstattbetrieb, insbesondere für viel Wiederholungsfälle geeignet.

Zum Stand der Technik ist die US 17 01456 zu nennen. Diese zeigt und beschreibt eine Zahnradschleifmaschine, die ausschließlich einen Tauchvorschub in Richtung der Zahnhöhe ausführt Da diese Maschine keine Korrektureinrichtung im Sinne des Ausgangspunktes zur Erfindung oder gar im Sinne der Erfindung selbst aufweist, ist diese Maschine zur Bearbeitung von sehr genauen Zahnrädern nicht geeignet.

Es ist auch eine Maschine zum Schleifen von Zahnrädern bekannt, bei der dem Tauchvorschub in Richtung der Zahnhöhe ein Längsvorschub überlagert ist Diese Maschine weist eine Korrektureinrichtung mit einem Rollbandhalter auf, der als elastisches Glied eine Feder enthält Den Längsvorschub und das elastische Glied will die Erfindung vermeiden (DE-PS 9 29 288).

Schließlich ist auch ein Abwälzgetriebe für Maschinen zum Schleifen von Zahnrädern bekannt das einen querverschiebbaren starren Rollbandhalter aufweist Dieses dort Rollschlitten genannte Element dient nicht zur Korrektur im Sinne der Erfindung, sondern zum Erzeugen der Abwälzbewegung (DE-PS 7 21 899).

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen erläutert welche die F i g. 1 bis 4 darstellen.

F i g. 1 zeigt eine Zahnradschleifmaschine, auf der die Erfindung angewendet ist;

Fig.2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus der Maschine nach F i g. 1, und zwar von der linken Seite ohne Teilungseinrichtung, so daß Rollbogen und Rollbandhalter zu sehen sind;

F i g. 3 zeigt eine Ansicht entsprechend F i g. 2, jedoch mit nur teilweise abgebrochener Teilungseinrichtung, mit einem Blockschaltbild für eine numerische Steuerung;

F i g. 4 zeigt eine vereinfachte Ansicht entsprechend F i g. 3, mit einem Blockschaltbild für eine Steuerung mittels Rechner.

Auf einem Maschinenständer 1 einer Zahnrad-Schleifmaschine ist ein Rollbogenschlitten 2 in einer geeigneten Führung hin- und hergehend verschiebbar und hierzu antreibbar gelagert. Die Mittel zum Antrieb der Hin- und Herbewegung sind bekannt und daher nicht gezeichnet. Quer zur Bewegungsrichtung des Rollbogenschlittens ist eine bekannte und daher nicht ausführlich gezeichnete Werkstückspindel 4 gelagert. Die Werkstückspindel wird an ihrem dem Werkstück 5 abgewendeten Ende von einer Rollbogenhülse 6 umhüllt. Die Werkstückspindel ist zusammen mit der Rollbogenhülse quer zur Achse der Werkstückspindel hin- und hergehend querverschiebbar angeordnet, sie sind aber nicht parallel zu ihrer Achse längsverschiebbar. Das Werkstück führt also relativ zur Schleifscheibe 19 ausschließlich einen Tauchvorschub in Richtung der Zahnhöhe aus. Am dem Werkstück abgewendeten Ende sind Werkstückspindel und Rollbogenhülse mit einer an sich bekannten Teilungseinrichtung 7, von der in F i g. 1 das Gehäuse gezeichnet ist, gekuppelt. Die Rollbogenhülse und die Werkstückspindel können in gleichen Lagern gelagert sein. Vorzuziehen ist eine Wälzlagerung, bei der die Wälzkörper zum Zweck der Spielfreiheit mit Obermaß eingebaut sind. An dem der Teilungseinrichtung abgewendeten Ende der Werkstückspindel kann das Werkstück 5, ein Lehrzahnrad, Schabrad, Rollrad oder ein anderes Zahnrad, aufgespannt werden. Auf der Rollbogenspindel ist der Rollbogen 8 austauschbar und zweckmäßigerweise relativ zur Rollbogenspindel einstellbar aufgespannt. An

dem Rollbogen sind .Rollbänder 9, 10 befestigt die mit ihrem anderen Ende in geeigneter Weise nachspannbar mit Schrauben 11 an einem Rollbandhalter 12 angeschraubt sind. Der Rollbandhalter ist in einer geeigneten Führung, die nicht näher gezeigt ist, an einem Ausleger 13 quer zur Achse der Werkstückspindel verschieblich gelagert Der Ausleger ist an einem Bock 14, der auf dem Maschinengestell 1 aufgeschraubt ist, mit Hilfe einer Führung 15 in vertikaler Richtung geführt Zuiii Verschieben sind eine Schraubspindel 16 und zum Feststellen Klemmschrauben 17 vorgesehen. Das freie Ende des Auslegers wird höhenverstellbar und festspannbar von einem Lagerbock 38 abgestützt

Die Schleifscheibe 19, die zum Bearbeiten einer Werkstückzahnflanke in eine Zahnlücke des Werk-Stücks 5 in Eingriff gebracht werden kann, ist in einem Schleifspindelstock 20 höhenverstellbar und im Winkel zum Werkstückzahn, zwecks Einstellen des Eingriffswinkels, an einem Schleifbock 21 befestigt Der Schleifbock kann auf dem Maschinenständer ί auf den gewünschten Schrägungswinkel der Werkstückzähne eingestellt werden.

Auf dem quer zur Achse der Werkstückspindel 4 hin- und herverschiebbaren Rollbogenschlitten 2 ist auf einem Halter 34 ein Leitlineal 35 schwenkbar gelagert. Der Schwenkwinkel kann mit einer Mikrometerschraube 36 od. dgl. eingestellt werden. Statt des Leitlineals kann auch eine auswechselbare Schablone vorgesehen sein. Dieses Leitlineal oder die Schablone wird abgetastet mit einem elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder — wie gezeichnet — mechanischen Fühler 37. Als Beispiel ist ein zweiarmiger Hebel gewählt, der an einem Festpunkt am Lagerbock 38 drehbar gelagert ist. Um eine Untersetzung vom Leitlineal zur gesteuerten Bewegung zu bewirken, ist ein längerer Hebelarm 40 dem Leitlineal zugeordnet, während der kürzere Hebelarm 41 am Rollbandhalter angreift. Im oder am Rollbandhalter ist eine Rückholfeder 42 vorgesehen, die dafür sorgt, daß der Fühler stets gegen das Leitlineal gedrückt wird. Bei der hin- und « hergehenden Bewegung des Rollbandschlittens gleitet der Fühler auf dem Leitlineal entlang. Je nach Neigung des Leitlineals wird dadurch eine zusätzliche Querbewegung auf den Rollbandhalter ausgeübt, die dem Rollbogen eine zusätzliche Drehbewegung erteilt und damit auch dem Werkstück. Je nach Neigung des Leitlineals oder Form der Schablone wird die Werkstückzahnflanke abweichend von der theoretischen Evolvente geschliffen.

Die Mikrometerschraube 36 kann noch durch eine nicht gezeichnete Meßuhr ergänzt sein, um das Einstellen des Leitlineals zu erleichtern. Oberhalb des Auslegers ist eine zweite Meßuhr 43 vorgesehen, die von einem zweiarmigen Hebel 44 beeinflußt wird, der mit seinem nicht gezeichneten freien Ende am Rollbandhalter 12 angreift. Die Bewegung des Rollbandhalters kann so abgelesen werden. Mit einer Klemmeinrichtung 45 kann der Rollbandhalter festgestellt werden. Die Kopiereinrichtung ist dann auszuschalten.

Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer numerischen Steuerung, die auf den Rollbandhalter 12 einwirkt. Der Rollbogenschlitten 2 und der Rollbandhalter 12 werden mit jeweils einem elektrischen oder hydraulischen Servomotor 74, 75 oder mit je einem Schrittmotor angetrieben. Die Steuerung dieser Motore erfolgt von einer Handeingabeeinrichtung 76 oder Lochstreifenleser oder einem anderen Datenträger aus. In dieser Eingabevorrichtung werden die beiden Koordinaten der gewünschten Profilabweichung eingegeben. Die beiden Koordinaten sind die Eingriffsstrecke oder die Zahnhöhe einerseits, dargestellt durch den Weg des Rollbandschlittens, und die Flankenabweichung von der Evolvente andererseits, dargestellt durch den Zusatzantrieb des Rollbandhalters. Die Handeingabevorrichtung wirkt in bekannter Weise auf eine bekannte N-C-Bahnsteuerung 77, die ihrerseits über je einen Verstärker auf die besagten Servomotor 74, 75 einwirkt Sowohl am Rollbandhalter als auch am Rollbandschlitten ist je ein Linearmeßwertgeber 80,81 vorgesehen, von dem aus eine Rückkopplung auf die N-C-Bahnsteuerung erfolgt

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Steuerung mittels eines Rechners. Dafür ist es vorteilhaft, die Punkte der gewünschten Flanker.abweichung auf eine einzige für alle Punktfolgen gültige Gleichung zurückzuführen. Dann isr es möglich, einen Rechner vorzusehen, der nur dieser einen Gleichung zu genügen braucht So können die Punkte der korrigierten Zahnflanke mit einer Hyperbel η-ten Grades verbunden werden, welche lautet

y = / (χ) = O₀ + O₁X + Ci₂X² + .

a„x"

(A)

wobei die Kooridnate χ durch die unkorrigierte Rollbogenverstdlung bzw. durch den Weg des Rollbogenschlittens 2 und die Koordinate y durch die zusätzliche Querbewegung des Rollbandhalters dargestellt wird.

Der Rollbandschlitten 2 wird mit einem Motor 82 hin- und hergehend angetrieben. Am Rollbandschlitten ist ein Linearmeßwertgeber 83 vorgesehen, an dem die Koordinate χ abgegriffen und in den Rechner 84 eingegeben wird. In den Rechner werden ferner von Hand oder mit einem Datenträger die Konstanten ao, ai, a₂ ... eingegeben. Mit dem Rechenergebnis wird über einen Verstärker 85 der Servomotor 86 gesteuert, der den Rollbandhalter zu seiner zusätzlichen Querbewegung antreibt. Der Rollbandhalter kann noch mit einem zweiten Linearmeßwertgeber 87 versehen werden, der eine Rückkopplung zum Rechner herstellt oder seine Meßwerte zur Korrektur in den Rechner eingibt.

Eine andere vorteilhafte Möglichkeit der Rechensteuerung besteht darin, den Kurvenzug der korrigierten Evolvente auf die Fouriersche Reihe

y = /(χ) = i>₀ π- £>, cos.v + £>₂cos2x + fc₃cos3.v ... + o, sinx H- a₂ sin 2x + a_} sin3.ν ...

zurückzuführen. Die Konstanten der Gleichung (B) werden nach der Fourierschen Analyse festgestellt und in den Rechner 84 eingegeben. Die Koordinate χ gibt der Linearmeßwertgeber am Schlitten 2, dann steuert der Rechner den Servomotor durch Synthese der einrelnen Harmonischen.

Selbstverständlich sind auch andere Rechner z. B. für allgemeine Rechenoperationen anwendbar. Auch kann die x-Koordinate rechnergesteuert sein, dann wird der Motor 82 als Servomotor über einen nicht gezeichneten Verstärker gesteuert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Die Erfindung bezieht sich auf eine Korrektureinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs geschilderten Art.

Es ist bereits eine Zahnrad-Schleifmaschine bekannt, bei der die zusätzliche Querbewegung des Werkstückzahns relativ zur Schleifscheibe dadurch bewirkt wird, daß mindestens eines der Rollbänder gedehnt wird, was von einem Leitlineal, abhängig von der hin- und hergehenden Querbewegung des Rollbogenschlittens, gesteuert werden kann. Diese Steuerung ist insofern unvollkommen, weil die Dehnung der Rollbänder und damit ihre Durchbiegung begrenzt ist. Außerdem machen sich Temperatureinflüsse bemerkbar (DE-OS 20 59 521).

Von daher liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Korrektureinrichtung für den Wälzantrieb einer Zahnradschleifmaschine für hochgenaue Zahnräder, z. B. Lehrzahnräder, oder zahnradförmige Werkzeuge, z. B. Schab- oder Rollräder, zu schaffen, die von der Dehnung der Rollbänder weitgehend unabhängig ist, so daß die Korrektur an der Werkstück-Zahnflanke nicht von dem Zustand der Rollbänder abhängt, insbesondere auch die Temperatur über die Wärmeausdehnung der Rollbänder keinen Einfluß auf die Flankenkorrektur am Werkstück hat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Korrektureinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs aufweist.

Mit der Korrektureinrichtung nach der Erfindung können u. a. Werkzeuge hergestellt werden, mit denen es möglich ist, dem Härteverzug an zu schabenden oder zu rollenden Zahnrädern entgegenzuwirken und darüber hinaus eine beim Rollen von Zahnrädern entstehende Verschränkung der Zähne gegenzukorrigieren.

Eine derartige Maschine hat auch den Vorteil, daß die Rollbänder nicht überdehnt werden können. Auch wird vermieden, daß durch das Dehnen der Rollbänder Kräfte auftreten können, die sich auf die Schlittenführung ungünstig auswirken. Die Erfindung ist einfach und

10

Patentanspruch:

Korrektureinrichtung für den Wälzantrieb einer Zahnradschleifmaschine zur Feinbearbeitung von außenverzahnten Stirnrädern, bei der die rotierende Schleifscheibe relativ zum Werkstückzahn ausschließlich einen Tauchvorschub in Richtung der Zahnhöhe ausführt, wobei der Rotationsanteil der Wälzbewegung von Rollbändern bewirkt wird, die einerseits über einen Rollbandhalter am Maschinengestell und andererseits auf einem Rollbogen befestigt sind und auf diesem abrollen, und bei der ein sowohl den Rollbogen als auch das Werkstück tragender Schlitten (Rollbogenschlitten) im Rhyth- mus der Wälzbewegung hin- und herbewegt wird, mit einer Vorrichtung, die ausgehend von einem Datenträger einen zusätzlichen Drehantrieb auf den Rollbogen ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollbänder (9, 10) starr am Rollbandfilter (12) befestigt sind, der unmittelbar am Maschinengestell (13, 14) parallel zum Rollbogenschlitten (2) vom Datenträger gesteuert verschiebbar gelagert ist.

20