DE2726843C2

DE2726843C2 - Verfahren und Einrichtung zum Zustellen eines Abrichtwerkzeugs

Info

Publication number: DE2726843C2
Application number: DE2726843A
Authority: DE
Inventors: Daniel Albert Horgen Fivian
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1977-06-14
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE2726843A1; SU826946A3; CH617380A5; JPS6234510B2; FR2389458B1; FR2389458A1; JPS53136791A; IT1095850B; GB1582502A; IT7822965A0; US4213277A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Die an Zahnradschleifmaschinen eingesetzten Schleifscheiben müssen während des Schleifens verhältnismäßig häufig abgerichtet werden, damit eine hohe Zerspanungsleistung erreicht, die geforderte Schleifgenauigkeit eingehalten und ein Schleifbrand verhindert wird. Durch das Abrichten, das auch als Nachschärfen bezeichnet wird, soll die Schleifscheibe ihre ursprüngliche Kontur und Schärfe zurückerhalten ohne daß unnötig viel Material von der Schleifscheibe abgetragen wird.

Aus der CH-PS 2 47 294 ist ein Verfahren zum Abrichten der ringförmigen Stirnfläche einer axial nachstellbaren Tellerschleifscheibe einer Zahnradschleifmaschine bekannt, bei dem die Position der ringförmigen Stirnfläche der Schleifscheibe überwacht wird, die Schleifscheibe selbsttätig derart nachgestellt wird, daß ihre Stirnfläche in der Maschine immer wieder die gleiche Position einnimmt, und ferner die Nachstellung der Schleifscheibe auf einen vorgewählten Nachstellbetrag hin überwacht wird. Jeweils nach Ablauf einer bestimmten Anzahl von Funktionen der Maschine, die mit dem Stumpfwerden der Schleifscheibe in Zusammenhang stehen und die durch eine Vorrichtung gezählt wefden, wird ein Abrichtvorgang selbsttätig ausgelöst. Solche Funktionen der Maschine sind insbesondere die axialen Nachstellungen der Schleifscheibe selbst Das Abrichten kann aber auch von anderen Funktionen ausgelöst werden, beispielsweise jeweils nach dem Überschleifen einer bestimmten Anzahl Zahnflanken. Dabei wird jeweils für das Abrichten eine bestimmte axiale Stellung des Abricht-Werkzeugs als gegeben vorausgesetzt; ein Verschleiß des Abrichtwerkzeugs kann allenfalls von der Bedienungsperson festgestellt und dadurch ausgeglichen werden, daß das Abrichtwerkzeug von Hand zugestellt wird. Dabei können einerseits überflüssige oder übermäßige Zustellungen des Abrichtwerkzeugs die Nutzungsdauer der Schleifscheibe entscheidend verringern, andererseits aber unterlassene Zustellungen Schleifbrand verursachen. Die Abhängigkeit der manuellen Zustellung des Abrichtwerkzeugs von Erfahrung und Geschicklichkeit der Bedienungsperson ist bei Zahnflankenschleifmaschinen, die mit tellerförmigen Schleifscheiben arbeiten, wegen des hohen Preises dieser Schleifscheiben wie auch wegen des hohen Wertes der durch Schleifbrand gefährdeten Werkstücke von erheblichem Nachteil.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es nicht in jedem Fall genügt, die Schleifscheibe in der bekannten Weise jeweils axial nachzustellen, wenn sie sich um einen bestimmten Betrag abgenutzt hat, und die Schleifscheibe nach einer bestimmten Anzahl axialer Nachstellungen abzurichten. Die Schleifscheibe kann beispielsweise dadurch unwirksam werden und sich übermäßig erhitzen, daß sich ihre Poren mit Metall verstopft haben. Dem läßt sich allein mit der bekannten verschleißabhängigen Nachstellung der Schleifscheibe und mit dem an eine bestimmte Anzahl Nachstellungen oder sonstiger Maschinenfunktionen gebundenen Abrichten nicht beikommen. Auch bleibt ein Abstumpfen des Abrichtwerkzeugs, insbesondere Abrichtdiamanten, bei dem bekannten selbsttätigen Verfahrensablauf unberücksichtigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die zu dessen Durchführung vorgesehene bekannte Einrichtung derart weiterzubilden, daß die Schleifscheibe einerseits sparsam, andererseits aber auch unter Berücksichtigung des Verschleißes des Abrichtwerkzeugs ausreichend abgerichtet wird, um scharf zu bleiben und Schleifbrände zu vermeiden.

Die Aufgabe ist durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und die Einrichtung gemäß Patentanspruch 3 gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Schleifscheibe auch und gerade dann abgerichtet wird, wenn ihre durch das Schleifen selbst hervorgerufene Abnutzung, beispielsweise wegen verschmierter Poren der Schleifscheibe, ein bestimmtes Maß unterschreitet. Auch wird durch die Erfindung vermieden, daß das Abrichtwerkzeug, wenn es stumpf geworden ist, mit zu geringem Druck über die Schleifscheibe hinweggeführt wird und diese dadurch eher glättet als schärft. Der Zustand des Abrichtwerkzeugs wird erfindungsgemäß indirekt mit überwacht, indem aus der Überwachung der ringförmi-

gen Stirnfläche der Schleifscheibe nicht nur in bekannter Weise auf die Notwendigkeit geschlossen wird, die Schleifscheibe axial nachzustelkn, sondern auch bei zu geringem Verschleiß und dementsprechend zu seltener Nachstellung der Schleifscheibe auf verschmierte Poren der Schleifscheibe oder Stumpfheit des Abrichtwerkzeugs geschlossen und daraus gefolgert wird, daß durch axiale Zustellung des Abrichtwerkzeugs und das darauffolgende Abrichten der Schleifscheibe ein zusätzlicher Schleifscheibenverschleiß hervorgerufen werden muß, der dann seinerseits in bekannter Weise wieder zu einer Nachstellung der Schleifscheibe führt.

Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung sind für den Fall einer digitalen Arbeitsweise im Anspruch 2 bzw. 4 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abrichteinrichtung und

F i g. 2 ein Blockschaltbild der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung.

Gemäß F i g. 1 ist auf einer Schleifspindel 1 einer nach dem Teilwälzverfahren arbeitenden Zahnradschleifmaschine eine tellerförmige Schleifscheibe 2 befestigt, die mit einer ebenen ringförmigen Stirnfläche 2a die Zahnflanken eines nicht dargestellten Zahnrades bearbeitet Die Schleifspindel 1 ist in einer Spindellagerung 3 gelagert, die ein Außengewinde 3a aufweist und in einer nur teilweise dargestellten Führung 4 axial verschiebbar so geführt und gegen Verdrehen gesichert ist.

Auf das Außengewinde 3a ist zum Nachstellen der Spindellagerung 3 samt Schleifspindel 1 in Richtung des Pfeils R ein erstes Klinkenrad 5 aufgeschraubt, das gegen Axialverschiebung gesichert und über eine erste Klinke 6 von einem Nachstellmotor 7 drehbar ist. Mit dem ersten Klinkenrad 5 ist ein zweites Klinkenrad 8 fest verbunden, des zum Rückstellen der Spindellagerung 3 samt Schleifspindel 1 in Richtung des Pfeils R'in umgekehrter Richtung wie das erste Klinkenrad 5 verzahnt ist und mit einer zweiten Klinke 9 und zugehörigem Rückstellmotor 10 zusammenwirkt. Nachstellmotor 7 und Rückstellmotor 10 sind an ein Steuerelement 11 angeschlossen. Den Klinken 6 und 9 ist je ein Abweiser 12 zugeordnet, der die betreffende Klinke in zurückgezogenem Zustand vom zugehörigen Klinkenrad 5 bzw. 8 abgehoben hält, so daß jede der Klinken 6,9 unabhängig von der anderen im Stande ist, eine gemeinsame Drehung der Klinkenräder 5 und 8 in der einen oder anderen Drehrichtung hervorzurufen und dadurch eine axiale Nachstellung bzw. Rückstellung der Spindellagerung 3 samt Schleifspindel 1 und Schleifscheibe 2 in Richtung des Pfeils R bzw. R' zu bewirken.

Die Schleifspindel 1 ist über eine auf ihr befestigte Riemenscheibe 13 und einen Treibriemen 14 in Richtung des Pfeils Pdrehantreibbar.

Zum Abtasten der arbeitenden Stimfläcne 2a der Schleifscheibe 2 ist ein Taster 15 in Gestalt eines zweiarmigen Hebels vorgesehen, der auf einer ortsfesten Achse 16 schwenkbar gelagert ist und mit einem Kontakt 17 zusammenwirkt.

Zum Abrichten der Schleifscheibe 2 dient ein Abrichtwerkzeug 18 am Ende eines Armes 19, der auf einer Welle 20 befestigt ist. An der Welle 20 ist ferner ein Ritzel 21 befestigt; mit diesem kämmt eine Zahnstange 22, die mit einem Linearmotor 23 verbunden ist.

Der Kontakt 17 ist an eine Kontrolleinheit 24 angeschlossen, die einerseits an das Steuerelement 11 und andererseits an eine Steuereinrichtung 25 angeschlossen ist Zur Steuereinrichtung 25 gehört eine Anzeigeeinrichtung 25a für die Anzahl Nachstellungen der Schleifscheibe 2 innerhalb eines vorgewählten Zeitintervalls, ferner ein Schalter 236 zum Vorwählen der Anzahl Nachstellungen pro Zeitintervall und ein Schalter 25c zum Vorwählen eines Betrages, um den die Schleifscheibe 2 bei jedem Arbeitsbeginn zurückgestellt werden kann.

Die Steuereinrichtung 25 ist an ein Steuerelement 26 angeschlossen, das seinerseits mit einem Zustellmotor 27 für das Abrichtwerkzeug 18 verbunden ist Der Zustellmotor 27 wirkt über eine Klinke 28 mit einem Klinkenrad 29 zusammen, das auf ein Außengewinde 30a einer Wellenlagerung 30 der Welle 20 aufgeschraubt und gegen axiales Verschieben gesichert ist Die Wellenlagerung 30 ist in einer nur teilweise dargestellten Führung 31 axial verschiebbar geführt und gegen Drehen gesichert Das Steuerelement 26 ist ferner mit einem Rückstellmotor 32 für das Abrichtwerkzeug 18 verbunden. Der Rückstellmotor 32 wirkt über eine Klinke 3i mit einem Klinkenrad 34 zusammen, das mit dem Klinkenrad 29 fest verbunden ist. Den Klinken 28 und 33 ist je ein Abweiser 35 zugeordnet, der die betreffende Klinke in zurückgezogener Stellung vom zugehörigen Klinkenrad 29 bzw. 34 abgehoben hält

Die in F i g. 1 dargestellte Abrichtvorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Die Position der Stirnfläche 2a der Schleifscheibe 2 wird taktweise kontrolliert, d. h. der Taster 15 wird intermittierend an die Stirnfläche 2a angelegt. Sobald der Kontakt 17 infolge einer gewissen Abnützung der Stirnfläche 2a geschlossen wird, gibt die Kontrolleinheit 24 einen Befehl zum Nachstellen an das Steuerelement 11. Dieses schaltet den Nachstellmotor 7 ein, der die erste Klinke 6 betätigt. Die dadurch hervorgerufene Nachstellung der Schleifscheibe 2 wird von der Steuereinrichtung 25 überwacht, deren Anzeigeeinrichtung 25a die Anzahl Nachstellungen anzeigt. Ist innerhalb eines Zeitintervalls, dessen Länge einerseits entsprechend der Beschaffenheit der Schleifscheibe 2 und andererseits entsprechend der am Werkstück abzutragenden Materialmenge wählbar ist, die am Schalter 256 vorgewählte Anzahl Nachstellungen nicht erreicht, so wird über das Steuerelement 26 ein Impuls für das Zustellen des Abrichtwerkzeugs 18 an den Zustellmotor 27 abgegeben. Anschließend erhält der Linearmotor 23 einen Impuls vom Steuerelement 26, so daß der Arm 19 mit dem Abrichtwerkzeug 18 über die Ringfläche 2a der Schleifscheibe 2 hinweggeschwenkt wird; gleichzeitig mit jedem Impuls wird die aufsummierte Anzahl der Nachstellungen der Schleifscheibe 2 an der Anzeigeeinrichtung 25a gelöscht.

Um die Zahl der Schleifkörner der Schleifscheibe 2, die beispielsweise aufgrund eines sich während des Schleifprozesses ändernden Schsibeneingriffswinkels bei den ersten Schruppumläufen der Schleifscheibe 2 im Einsatz sind, möglichst hoch zu halten, kann bei Arbeitsbeginn an einem neuen Werkstück das Abrichtwerkzeug 18 um einen am Schalter 25c vorgewählten Betrag zurückgestellt werden. Die Rückstellung wird vom Steuerelement 26 bewirkt, das den Motor 32 j aktiviert, so daß jener über die Klinke 33 das Klinkenrad 34 betätigt. Diese Rückstellung des Abrichtwerkzeugs 18 kann entweder als Bestandteil des Arbeitrablaufs

automatisch stattfinden oder durch eine spezielle Auslösung an der Steuereinrichtung 25 hervorgerufen werden.

Gemäß F i g. 2 gehören zur Steuereinrichtung 25 zusätzlich zu dem Anzeigegerät 25a und den Schaltern 25b und 25c ein voreinstellbarer Zähler 36 und ein Komparator 37. Der Komparator 37 steht über einen ersten Anschlußpunkt 39 mit der Kontrolleinheit 24 und über einen zweiten Anschlußpunkt 40 mit dem Steuerelement 26 in Verbindung und ist ferner mit der to Anzeigeeinrichtung 25a, einer Überwachungseinheit 38 und einem Ausgang des Zählers 36 verbunden. Der Zähler 36 ist über den Schalter 256 einstellbar und kann seinen Inhalt an die Anzeigeeinrichtung 25a transferieren. Die Überwachungseinheit 38 steuert die Ablauffunktionen des Komparators 37, des Zählers 36 sowie der Anzeigeeinrichtung 25a. In die Überwachungseinheit 38 ist ein Taktgenerator integriert, der die Dauer des erwähnten Zeitintervalls bestimmt.

Der Komparator 37 summiert die über den ersten Anschlußpunkt 39 empfangenen Eingangssignale und vergleicht das Ergebnis der Summation jeweils mit dem am Zähler 36 eingestellten Wert. Beim Überschreiten des eingestellten Wertes stellt der Komparator 37 ein impulsförmiges Signal zur Verfügung, das jeweils dann über den zweiten Anschlußpunkt 40 freigegeben wird, wenn ein Zeitintervall beendet ist. Wurde innerhalb eines Zeitintervalls der eingestellte Betrag der Schleifscheibennachstellungen erheblich unterschritten, so wird am Ende des Zeitintervalls ein der Unterschreitung entsprechendes Vielfaches des Signals zur Verfügung gestellt und damit eine größere Verstellung des Abrichtwerkzeugs 18 ausgelöst. Wurde andererseits innerhalb des Zeitintervalls der eingestellte Betrag merklich überschritten, so wird am Ende des Zeitintervalls nur ein Teil des Signals zur Verfugung gestellt und damit eine entsprechende Rückstellung des Abrichtwerkzeugs 18 ausgelöst.

Die Anzeigeeinrichtung 25a ist über die Überwachungseinrichtung 38 so steuerbar, daß sie wahlweise die Anzahl erfolgter Nachstellungen der Schleifscheibe 2, d. h. die im Komparator 37 summierten Eingangssignale, oder die Anzahl von Zustelleinheiten des Abrichtwerkzeugs 18 anzeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zustellen eines zum Abrichten der ringförmigen Stirnfläche einer axial nachstellbaren Tellerschleifscheibe einer Zahnradschleifmaschine verwendeten Abrichtwerkzeugs in Achsrichtung der Schleifscheibe, wobei die Position der ringförmigen Stirnfläche der Schleifscheibe überwacht wird, die Schleifscheibe selbsttätig derart nachgestellt wird, daß ihre Stirnfläche in der Maschine immer wieder die gleiche Position einnimmt, und ferner die Nachstellung der Schleifscheibe auf einen vorgewählten Nachstellbetrag hin überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtwerkzeug (18) jeweils dann nachgestellt wird, wenn der vorgewählte Nachstellbetrag der Schleifscheibe (2) innerhalb eines ebenfalls vorgewählten Zeitintervalls nicht erreicht ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Zustellung des Abrichtwerkzeugs (18) umso größer ist, je kleiner der tatsächliche Betrag der im Zeitintervall erfolgten Nachstellung der Schleifscheibe (2) ist.

3. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem in Achsrichtung der Schleifscheibe zustellbaren Abrichtwerkzeug sowie einer Steuereinrichtung mit einem Eingang, der an eine Kontrolleinheit zum Kontrollieren der Position der Schleifscheibe angeschlossen ist und einem Zähler für die Anzahl der Nachstellungen der Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ausgänge der Steuereinrichtung (25) mit einem Zustellmotor (27) für das Abrichtwerkzeug (18) verbunden ist und die Steuereinrichtung (25) ferner einen Komparator (37) aufweist, der bei Erreichen eines vorgewählten Zählerstandes ein Aktivierungssignal für den Zustellmotor (27) abgibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (37) zur Abgabe einer Signalfolge eingerichtet ist, deren Dauer und/oder Signalanzahl umso größer ist, je geringer der tatsächliche Betrag der im Zeitintervall erfolgten Nachstellungen der Schleifscheibe (2) ist.