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Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine zur Herstellung von
durch cycloidische Kurven begrenzten Querschnitten an Außen- und Innenprofilen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine zur
Herstellung von durch cycloidische Kurven begrenzten Querschnitten an Außen- und
Innenprofilen, nach Patent 7o8 743, dessen Grundgedanke darin besteht, daß zur Erzeugung
der cycloidischen Kurve dienende Getriebe von einem Gelenkparallelogramm abzuleiten,
wodurch sich im Vergleich zu der (für ein maschinentechnisches Arbeitsverfahren
bereits bekannten) Entwicklung cycloidischer Kurven unter Benutzung von Grundkreis
und Rollkreis -der Vorteil ergibt, daß die an das Werkstück abzugebenden Bewegungen
unmittelbar im Kurvenmittelpunkt entstehen, d. h. nicht erst von dem Rollkreismittelpunkt
auf den Grundkreismittelpunkt übertragen zu werden brauchen. Bei der in dem Hauptpatent
behandelten Maschine zur Ausführung -des neuen, auf dem Parallelogrammprinzip beruhenden
Verfahrens ist das die Größe sowie die Form der cycloidischen Kurve bestimmende
Getriebe zu einer einzigen Einheit vereinigt (vgl. inspruch 6). Diese Getriebeeinheit
erteilt einmal dem Werkzeugträger (Schleifschlitten) eine bestimmte Eigenbewegung,
die nach einer in sich geschlossenen Kurve (mit Symmetrieachse) verläuft, und außerdem
erhält auch der Werkstückträger von dieser Getriebeeinheit aus eine periodisch beschleunigte
und verzögerte Drehbewegung.
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Die vorliegende Zusatzerfindung unterscheidet sich von dem Ausführung
:sbeispiel des Hauptpatents dadurch, :daß unter Beibehaltung der Eigenbewegungen
von Werkzeugträger
und Werkstückträger die periodisch beschleunigte
und verzögerte Drehbewegung des Werkstückträgers getrennt erzeugt wird, d. h. derjenige
Getriebeteil, welcher die dem Werkstückträger zukommende Drehbewegung hervorruft,
ist von der vorerwähnten Getriebeeinheit des Hauptpatents abgesondert worden.
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Die getriebemäßige Trennung der Eigenbewegung des Werkstückträgers
von derjenigen des Werkzeugträgers bietet die Möglichkeit, den die periodisch beschleunigte
und verzögerte Drehbewegung des Werkstückträgers erzeugenden Getriebeteil unmittelbar
vor dem Werkstück (Werkstückspindel) anzuordnen. Diese Maßnahme ergibt den praktisch
sehr bedeutsamen Vorteil, daß nicht mehr eine große Zahl von Wellen und Getrieberädern
die beschleunigte und verzögerte Drehbewegung mitmachen müssen. Der Zwischentrieb
für die Weiterleitung des Antriebes auf den Werkstückträger kann vielmehr gleichförmig
laufen, mit dem Ergebnis, daß jetzt eine weit höhere Werkstückumlaufgeschwindigkeit
zulässig ist, also eine wirtschaftlichere Ausnutzung der Maschine stattfindet. Da
die periodisch beschleunigte und verzögerte Drehbewegung für den Werkstückträger
unmittelbar vor dem Werkstück erzeugt wird, werden auch die durch die abwechselnde
Beschleunigung und Verzögerung hervorgerufenen Massenkräfte auf ein Mindestmaß beschränkt.
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Die Abtrennung des die Eigenbewegung des Werkstückträgers erzeugenden
Getriebes von demjenigen des Werkzeugträgers bietet weiterhin den Vorteil, daß man
die beiden Getriebeteile, die an sich in starrer Verbindung stehen müssen, in der
Weisse einstellbar zusammenschließen bann, daß etwaige Ungenauigkeiten in der Profilform
leicht auszugleichen sind; denn die getrennt erzeugten Eigenbewegungen können ohne
weiteres nachträglich so aufeinander abgestimmt werden, daß nach Berichtigung etwaiger
Ungenauigkeiten, die von der Eigenbewegung des Werkzeugträgers herrühren mögen oder
sich auch durch ein im Laufe der Zeit in der Maschine (durch . Abnutzung) entstandenes
Spiel ergeben haben können, stets die theoretisch richtige Profilform zu erzielen
bzw. wiederherzustellen ist.
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Die Maschine nach dem Hauptpatent kann auch zum Rundschleifen verwendet
werden. In diesem Falle erfolgt der Werkstück ,antrieb von derselben Antriebswelle
wie für die Eigenbewegung, nur daß die letztere ausgeschaltet -wird. Hierbei muß
jedoch ,eine konstante gleichförmige Drehbewegung über eine große Anzahl von Wellen
und -Getrieberädern bis zur Werkstückspindel übertragen werden, was der Güte des
Rundschleifens abträglich ist, vor allem durch den letzten harten Zahnradeingriff
unmittelbar an der Spindel des Werkstückträgers.
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Diesem Übelstand hilft die vorliegende Zusatzerfindung dadurch ab,
daß für das Rundschleifen - an Stelle des für Unrundprofile benötigten Zahnradantriebes
- die Werkstückspindel einen :elastischen Riemenantrieb erhält, während der gesamte
Zahnradtrieb mit den langen Wellen zwischen Werkzeug- und Werkstückträger stillgesetzt
werden kann und daher geschont wird. Der Antriebsmotor für das Rundschleifen bleibt
derselbe wie für die Bearbeitung der Unrundprofile, nur daß beim Rundschleifen lediglich
die für den Geschwindigkeitswechsel notwendigen Zahnräder im Eingriff sind und die
letzte Übertragung auf den Werkstückträger durch einen elastischen Riemen geschieht.
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Die Erzeugung der Eigenbewegung des Werkzeugträgers erfolgt wie bei-
dem Hauptpatent; dasselbe gilt von der Eigenbewegung des Werkstückträgers, abgesehen
natürlich von der räumlichen Trennung der die periodisch beschleunigte und verzögerte
Drehbewegung des Werkstückträgers hervorrufenden Getriebeteile von der Getriebeeinheit
des Hauptpatents (Anspruch 6).
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Während die Getriebeteile für die Eigenbe-vegung des Werkstückträgers
ortsfest eingebaut werden und für Kurven mit derselben Periodenzahl nicht auszuwechseln
sind, bleibt die (um die für die Werkstückträgerbewegung maßgebenden Getriebeteile
verminderte) Getriebeeinheit des Hauptpatents (Anspruch 6) nach wie vor austauschbar,
so daß durch Auswechseln dieser Getriebeeinheit die Größe des Profils -veränderbar
ist. Der Fortfall der die periodisch beschleunigte und verzögerte Drehbewegung des
Werkstückträgern hervorbringenden Getriebeteile ergibt den Vorteil, daß die jetzt
vereinfachte, insbesondere der Planetenräder entledigte Getriebeeinheit besser eingebaut
werden kann und daher die Erzielung einer praktisch sehr wichtigen hohen Festigkeit
(Starrheit) des Werkzeugträgers gegen die beim Heben und Schieben auftretenden Kräfte
keine Schwierigkeiten bietet. Die Getriebeeinheit für die Erzeugung der Eigenbewegung
des Werkzeugträgers sowie die räumlich davon getrennten-Getriebeteile, durch welche
die Eigenbewegung des Werkstückträgers zustande kommt, ---erden von einer gemeinsamen
Kraftquelle mit gleichförmiger Drehbetvegung angetrieben, so daß wie bei dem Hauptpatent
nur ein einziger Antriebsmotor benötigt wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Abb.
i zeigt schematisch den Getriebeverlauf bei der neuen Profilschleifmaschine in Vorderansicht.
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Abb.2 stellt eine solche Maschine in Seitenansicht dar, und zwar mit
einer Einrichtung zum Ausgleichen von Profilverzerrungen.
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Abb.3 zeigt den Getriebeverlauf (entsprechend Abb. i) bei einer auch
zum Rundschleifen bestimmten Maschine.
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Bei der Ausführung nach Abb. i werden die Stirnräder s1 bis s9 und
die Kegelräder k1 bis k8 durch den Motor i gleichförmig gedreht. Die Erzeugung der
Eigenbewegung des Werkzeugträgers 3 erfolgt über die Stirnräder s5 und se durch
die (auswechselbare) Hub- oder Exzenterwelle 2, die dem Werkzeugträger 3, wie im
Hauptpatent beschrieben, seine kurvenförmige Bewegung erteilt. Zu der Hub- oder
Exzenterwelle 2 gleichförmig läuft die Hub- oder Exzenterwelle 4, die ihren Antrieb
durch die Stirnräder s7 und s8 erhält.
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Die zweite Hub- oder Exzenterwellle 4 wirkt - abgesehen vom ihrer
räumlichen Trennung - in derselben Weise wie der ihr entsprechende Teil der Getriebeeinheit
des Hauptpatents (vgl. Anspruch 6 und Fig. 3 bis 6). Die Eigenbewegung der Hub-
oder Exzenterwelle 4 und ein Teil der konstanten Drehbewegung des Stirnrades s8
bzw. s3 werden auf ein Planetenstirnradgetriebe z1 bis z3 geleitet (das den Rädern
2 bis 6 des Hauptpatents entspricht).
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Infolge der Eigenbewegung der Hub-oder Exzenterwelle 4 schwenken die
Räder z1 und z2 um s9 bzw. z3 in einem gewissen Bogen, wodurch eine periodisch beschleunigte
und verzögerte Drehbewegung der Stirnräder z3 und z4 zustande kommt. Der mit dem
Rad z4 verbundene Werkstückträger 5 führt daher eine der Eigenbewegung des Werkzeugträgers
3 angepaßte Bewegung aus, so daß an der Berührungsstelle mit der Schleifscheibe
S das gewünschte cycloidische Profil an dem Werkstück W geschliffen werden kann.
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In der Seitenansicht gemäß Abb.2, die auch noch eine Einrichtung für
den Ausgleich etwaiger Ungenauigkeiten (Profilverzerrungen) zeigt, wird die (auswechselbare)
Hub- oder Exzenterwelle 2 von dem Antriebsrad 7 über die Stirnräder s5, s6' ; s6
angetrieben. Von demselben Rad 7 .erhält auch der Werkstückträger 5 seinen Antrieb,
und zwar über die Kegelräder k, bis k8 und über die Stirnräder s7 und s;, sowie
über die Planetenräder z1 bis z3.
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Wenn es sich (durch Meßversuche am Werkstück) herausstellt, daß die
von den räumlich getrennten Hub- bzw. Exzenterwellen 2 und 4 erzeugten Eigenbewegungen
des Werkzeugträgers 3 und des Werkstückträgers 5 zusammen nicht die gewünschte,
geometrisch richtige Kurvenform ergeben, so kann die Fehlerquelle durch ein einstellbares
Trennorgan ausgeglichen werden, das zwischen den Hub- bzw. Exzenterwellen 2 und
4 vorgesehen ist. Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Trennung zwischen
den Kegelrädern k2 und k3. Mit dem Kegelrad k2 ist das eine Schnecke 9 enthaltende
Gehäuse 8 fest verbunden, während das Kegelrad k3 mit dem Schneckenrad Io in fester
Verbindung steht. Die Übertragung der Drehbewegung zwischen den - Kegelrädern k2
und k3 ergibt sich durch den Zahneingriff von Schnecke 9 und Schneckenrad i o. Durch
Verdrehen der Schnecke g kann ohne weiteres ein Ausgleich in den Eigenbewegungen
des Werkzeugträgers 3 und des Werkstückträgers 5 vorgenommen werden. An sich sind
einstellbare Triebverbindungen zum Ausgleich bzw. zur Veränderung des Drehwinkels
zweier Wellen zueinander natürlich bekannt.
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,Die in Abb. 3 schematisch dargestellte Maschine, die auch zum Rundschleifen
dienen soll, unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. i im wesentlichen nur dadurch,
daß, der Antriebsmotor 1 mit seinen Stirnrädern s1 bis s4 von der Werkzeugseite
nach der Werkstückseite verlegt worden ist. -- Der Motor i treibt die Stirnräder
s1 bis s4 und gleichzeitig auch die Kupplungsmuffe i i an. Wird die Muffe i i in
die Lamellenkupplung 12 (links) eingeschaltet, so erhält das Kegelrad k8 und das
mit dem Stirnrad s8 kämmende Stirnrad s? den Antrieb. Der Werkstückträger 5 und
der Werkzeugträger 3 können daher die für das Profilschleifen erforderlichen Eigenbewegungen
ausführen, wenn ferner noch das Schieberad 14 mit dem Werkstückträger 5 gekuppelt
ist.
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Um die Maschine nun zum Rundschleifen einzurichten, ist das Schieberad
14 von dem Werkstückträger 5 zu lösen und die Kupplungsmuffe i i nach der Lamellenseite
13 (rechts) umzuschalten. Die nunmehr gekuppelte Riemenscheibe 15 überträgt die
gleichförmige Drehbewegung des Motors i, verändert um das Übersetzungsverhältnis
der Stirnräder s1 bis s4, unmittelbar über einen elastischen Keilriemen auf den
mit einer Rillenscheibe versehenen Werkstückträger 5, während der Werkzeugträger
3 in Ruhe verbleibt.