DE2840940A1

DE2840940A1 - Zahnradschleifmaschine sowie verfahren zum schleifen von zahnflanken auf einer solchen maschine

Info

Publication number: DE2840940A1
Application number: DE19782840940
Authority: DE
Inventors: Daniel Albert Fivian
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1978-08-18
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1980-02-21
Also published as: DE2840940B2; JPS5923931B2; CH631098A5; JPS5531594A; SU880244A3; DE2840940C3; US4339895A

Description

PATENTANWÄLTE '

JESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

OFhSSIONAL KKTRFSENTATtVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS 5840940

DR.-ING. FhANZ » UESTHOF

Γ"·. PHIL. FRED/ TUESTHOFF

DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-1971): DlPL-CHEM. DR,E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DrPL.-ING.4 DIPL.-TFIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-SOOO-MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

telefon: (089) 66 20 jr

TELEGRAMM; PROTECTPATENT

telex: 5:2407a 1A-50 979 20.9.ί978

Patentanmeldung

Anmelderin:

Maag-Zahnräder & -Maschinen, Aktiengesellschaft Hardstraße 219 _r Zürich, Schweiz

Titel:

Zahnradschleifmaschine sowie Verfahren zum Schleifen von Zahnflanken auf einer solchen Maschine

030008/0551

L DR. ING. FI.ANZ VUESTHOFFy Q 4 Q 3 A Ü

PATENTANWÄLTE dr. fhil. freda wuesthoff (1927-1956)

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ dipl-ing. gerhard puls (_W2-_Wi)

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'ofFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 ji telegramm: protectpatent telex: 524070

ΊΑ-51 306

Beschreibung

Zahnrädschleifmaschine sowie Verfahren zum Schleifen von Zahnflanken auf einer solchen Maschine

Die Erfindung betrifft eine Zahnradschleifmaschine mit einem Werkstückträger und einer Werkzeugbasis, die in bezug aufeinander für Teilbewegungen des Werkstücks, zum Einstellen der Verzahnungsdaten für Bewegungen zur Ausbildung eines Zahnprofils, sowie für hin- und hergehende Längshübe längs der zu schleifenden Zahnflanken beweglich sind,

einem an der Werkzeugbasis um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Schleifsupport und

einer am Schleifsupport drehantreibbar gelagerten Schleifscheibe, deren Drehachse quer zur Schwenkachse verläuft.

Die Anmelderin hat eine Zahnradschleifmaschine dieser Gattung vorgeschlagen (DE-OS 2 6 41 554), bei der zum gleichzeitigen Schleifen einer rechten und einer linken Zahnflanke zwei tellerförmige Schleifscheiben an je einem schwenkbaren Schleifsupport gelagert sind. Die Schwenkachse jedes Schleifsupports kreuzt die Drehachse der zugehörigen Schleifscheibe im rechten Winkel und verläuft zumindest annähernd durch den Schleifpunkt, in dem die Schleifscheibe die Zahnflanke berührt und auch dann noch berühren würde, wenn die mehr oder weniger ausgedehnte Berührungsfläche zwischen Schleifscheibe und Zahnflanke im Stirnschnitt bei unendlich klei-

030OO8/OS51 _/2

50 979

ner Zustellung auf einen Punkt reduziert würde. Zum Erzeugen evolventenförmiger Zahnprofile weist die früher vorgeschlagene Maschine ein Wälzgetriebe auf, mit dem sich in üblicher Weise eine Wälzbewegung zwischen dem zu schleifenden Zahnrad und den beiden Schleifscheiben erzeugen läßt. Die Schwenkbarkeit der beiden Schleifsupporte hat allein den Zweck, daß die beiden Schleifscheiben in bezug aufeinander und in bezug auf die Wälzebene schräg eingestellt werden können; die einmal gewählte Einstellung bleibt während des Schleifens eines bestimmten Zahnprofils ständig erhalten. Gemäß dem älteren Vorschlag wird die Verbindungslinie der Schleifpunkte oder Kontaktzonen der beiden Schleifscheiben während des Schleifens stets in einem solchen Abstand vom Grundkreis der zu schleifenden Verzahnung gehalten, daß in jeder Endlage der Wälzbewegung eine Schleifscheibe an einem Zahnkopf und gleichzeitig die andere Schleifscheibe an einem Zahnfuß arbeitet. Diese Einstellung der Schleifscheiben hat zur Folge, daß der Schleifeingriffswinkel jeder Schleifscheibe sich während der Wälzbewegung ständig ändert, und zwar bei radial innerhalb der Tangentialebene an den Grundkreis liegendem Abstand von einem Maximum am Zahnkopf zu einem Minimum am Zahnfuß und umgekehrt, und bei radial außerhalb der Tangentialebene an den Grundkreis liegendem Abstand von einem Minimum am Zahnkopf zu einem Maximum am Zahnfuß und umgekehrt.

Unter Schleifeingriffswinkel ist im Sinne des älteren Vorschlags wie auch im Sinne der vorliegenden Erfindung der Winkel zwischen der Tangente an das Zahnflankenprofil des Werkstücks und der Planfläche der Schleifscheibe zu verstehen.

Die ständige Änderung des Schleifeingriffswinkels hat den Vorteil, daß wesentlich mehr Schleifkörner an der Zerspanung beteiligt sind als bei älteren Verfahren, bei denen die bzw jede Schleifscheibe mit einer Kante, die ständig scharf gehalten werden muß, unter einem festgelegten Schleifeingriffswinkel auf das Werkstück einwirkt. Dies bedeutet, daß schon gemäß dem älteren Vorschlag die Anzahl der am Schleifen beteiligten Schleifkörner vervielfacht wird, wodurch auch dann, wenn die Schleifscheiben nur verhältnismäßig selten abgerichtet werden, stets eine genügende Zahl scharfkantiger Schleifkörner zur Verfügung steht

030008/0551 _/3

50 979

mit der Folge,· daß vom Werkstück eine Vielzahl kleiner Einzelspäne abgehoben wird. Wegen der ständigen Änderung des Schleifeingriffswinkels wird das Porenvolumen der Schleifscheibe zum Abführen der Späne besser genutzt. Wegen des sich ändernden Schleifeingriffswinkels ändert sich auch der Fließwinkel der Späne ständig; infolgedessen ist die Gefahr, daß sich Späne in den Poren verkeilen> geringer, was wiederum zur Folge hat, daß die Gefahr der Entstehung von Schleifbrand vermindert ist. Wegen des mit dem sich ständig ändernden Schleifeingriffswinkel verbundenen Wiegeeffekts brechen die Schleifkörner aus, ehe sie übermäßig stumpf geworden sind» All dies führt dazu, daß gemäß dem älteren Vorschlag eine höhere Schleifleistung erzielt und der durch Abrichten hervorgerufene Schleifscheibenverbrauch vermindert wird.

Gemäß dem älteren Vorschlag ist die bei der Abwälzbewegung zwischen Schleifscheiben und Werkstück auftretende Änderung des Schleifeingriffswinkels ausschließlich eine Folge des erwähnten Abstandes zwischen der Verbindungslinie der Schleifpunkte der beiden. Schleifscheiben und dem Grundkreis der Verzahnung. Dieser Abstand darf- nicht beliebig groß gewählt werden, da andernfalls das geschliffene Zahnprofil in unerwünschtem Maß von einem reinen Evolventenprofil abweichen würde. Infolgedessen lassen sich die mit Änderungen des Schleifeingriffswinkels während jedes Wälzhubes verbundenen Vorteile einer erhöhten Schleifleistung, dh eines erhöhten Zerspanungsvolumens je Zeiteinheit, und eines verminderten Schleifscheibenverbrauchs je Einheit des zerspanten Werkstoffvolumens nur in begrenztem und von den Daten der zu schleifenden Verzahnung abhängigem Maß erzielen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradschleifmaschine der eingangs beschriebenen Gattung derart zu gestalten, daß sie weitgehend unabhängig von den Daten der zu schleifenden Verzahnung eine noch größere Steigerung der Schleifleistung ermöglicht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schleifsupport mit der Werkzeugbasis durch einen Schwenkantrieb verbunden ist, der während des Schleifens einer .Zahnflanke Willys

030-008/0651

50 979 -A-

kürliche Veränderungen des Schlexfeingriffswinkels zwischen der Schleifscheibe und der Zahnflanke ermöglicht.

Diese Lösung ist grundsätzlich unabhängig davon, ob die Schleifmaschine mit einer oder zwei Schleifscheiben ausgerüstet ist, ob die Relativbewegungen zwischen dem Werkstück und der Schleifscheibe bzw den Schleifscheiben durch ein Abwälzgetriebe oder beispielsweise durch eine Schablone oder, gemäß Programm nach Koordinaten, von einem Rechner gesteuert werden. Die Vorteile einer willkürlichen Schwenkung der Schleifscheiben sind auch unabhängig davon, ob die Verbindungslinie der Schleifpunkte zweier gleichzeitig an einer rechten und an einer linken Zahnflanke arbeitender Schleifscheiben in einem Abstand vom Grundkreis der Verzahnung gehalten wird.

Wenn eine Zahnradschleifmaschine mit den Erfindungsmerkmalen ebenso wie bekannte Maschinen der eingangs beschriebenen Gattung ein Abwälzgetriebe zum Erzeugen einer evolventenförmigen Relativbewegung zwischen Werkstückträger und Schleifscheibe aufweist, dann erstreckt sich die Schwenkachse des Schleifsupports übereinstimmend mit dem beschriebenen älteren Vorschlag zweckmäßigerweise zumindest annähernd durch den Schleifpunkt der zugehörigen Schleifscheibe; in diesem Fall sind Korrekturbewegungen der Schleifscheibe jedenfalls dann entbehrlich, wenn Abweichungen vom Evolventenprofil wie zB Zahnkopf- und/oder Zahnfußrücknahme nicht erforderlich sind. Es ist sogar möglich, Zahnkopf- und Zahnfußrücknahmen durch eine bestimmte Abweichung des Schleifpunktes von der Schwenkachse des zugehörigen Schleifsupports planmäßig zu erzielen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Maschine der eingangs beschriebenen Gattung wird darüberhinaus die Möglichkeit geschaffen, den Vorteil einer beachtlich gesteigerten Schleifleistung auch ohne eines der üblichen Wälzgetriebe zu erzielen. Dies geschieht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Schwenkachse des Schleifsupports sich in einem Abstand vom Schleifpunkt der zugehörigen Schleifscheibe er-

03Ö0Ö8/05S1 /5

5ß 979 Q-JB-'

streckt und die Schleifscheibe auf einem Lagerbock gelagert ist, der in bezug auf den Schleifsupport in zwei Richtungen verstellbar ist, die miteinander einen rechten Winkel einschließen.

Wenn Zahnflanken auf einer Maschine der eingangs beschriebenen Gattung geschliffen werden sollen, die ein Getriebe für hin- und hergehende Teilwälzbewegungen zwischen Zahnflanke und Schleifscheibe aufweist, so kann gemäß dem älteren Vorschlag der Schleifeingriffswinkel jeweils auf dem Weg vom Zahnfluß zum mittleren Bereich der Zahnflanke zunehmen. Erfindungsgemäß wird dieses Schleifverfahren dadurch weitergebildet, daß der Schleifeingriffswinkel jeweils auch auf dem Weg vom Zahnkopf zum mittleren Bereich der Zahnflanke gesteigert wird und dort sein Maximum erreicht. Mit anderen Worten nimmt der Schleifeingriffswinkel erfindungsgemäß auf dem Weg des Schleifpunktes über die Zahnflanke vom Zahnkopf zum mittleren Bereich der Zahnflanke zu und von dort zum Zahnfuß hin wieder ab. Beim Teilwälzschleifen ist die Werkstückgeschwindigkeit im mittleren Bereich der Zahnflanke am größten, während sie in den Umkehrpunkten der Wälzbewegung am Zahnkopf und am Zähnfuß vorübergehend den Wert Null erreicht. Die erfxndungsgemäße Steigerung des Schleifeingriffswinkels auf ein Maximum im mittleren Bereich der Zahnflanke bedeutet, daß die Schleifscheibe dort, wo die Werkstückgeschwindigkeit am größten ist, auch ein rasches Entleeren der Schleifscheibenporen am besten gewährleistet ist und daher das Zerspanungsvolumen gesteigert werden kann-

Wenn dagegen eine erfxndungsgemäße Zahnradschleifmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 2 verwendet wird, kann von dem herkömmlichen TeilwäIzverfahren in der Weise abgewichen werden, daß hin- und hergehende Abwälzbewegungen zwischen Zahnflanke und Schleifscheibe simuliert werden, indem die Schleifscheibe um die Schwenkachse hin- und hergeschwenkt wird, die sich annähernd durch den Schnittpunkt zweier Tangenten an den Grundkreis der zu schleifenden Verzahnung erstreckt, von denen die

03ÖOG8/0551

50 979

■ /s *-

^A* 284094Q

eine Tangente durch den Zahnkopfpunkt und die andere Tangente durch den Zahnfußpunkt des Zahnprofils verläuft, und daß zum Erzielen des gewünschten Zahnprofils der Abstand der Schwenkachse vom Arbeitspunkt der Schleifscheibe während des Schwenkens variiert wird.

Die erforderliche Koordination zwischen den Schwenkungen der Schleifscheibe und den Änderungen des Abstandes der Schwenkachse vom Arbeitspunkt wird zweckmäßigerweise von einem Rechner gesteuert, in dem das gewünschte Zahnflankenprofil sowie die gewünschten Veränderungen des Schlexfeingriffswinkels und die im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Arbeitsraum zulässigen Änderungen des Abstandes der Schwenkachse vom Arbeitspunkt der Schleifscheibe gespeichert sind. Es ist selbstverständlich, daß in einen solchen Rechner in mehr oder weniger kurzen Zeitabständen auch Daten eingegeben werden können, die durch Abtasten der Arbeitsfläche der Schleifscheibe ermittelt werden, über deren Abnutzung Aufschluß geben und dazu dienen, die Abnutzung der Schleifscheiben durch kompensierende Maßnahmen zu berücksichtigen.

Zum Durchführen des im Vorstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Lage der Schwenkachse der Schleifscheibe vorzugsweise so gewählt, daß der Betrag, um den der Abstand der Schwenkachse vom Arbeitspunkt variiert werden muß, zehn Millimeter nicht überschreitet. Vorzugsweise beträgt die Variation des Abstandes der Schwenkachse vom Arbeitspunkt während des Schleifens einer Zahnflanke etwa 0,5 mm.

Bei den verschiedenen Ausführungsformen des 'erfindungsgemaßen Verfahrens ist es ferner zweckmäßig, wenn der Unterschied

/V

03Ö0Ö8/0551

50 979

-^₄" 284094Q

zwischen dem größten und dem kleinsten Schlexfexngrxffswinkel beim Schleifen einer Zahnflanke auf 0,5bis 25° beschränkt wird; · vorzugsweise beträgt dieser Unterschied 1 bis 4°.

Ausführungsbeispiele, der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig.1 eine Schrägansicht einer Zahnradschleifmaschine zum Schleifen geradverzahnter Stirnräder;

Fig.2 die Eingriffsverhältnisse zwischen einer Zahnflanke und der Schleifscheibe der in Fig.1 dargestellten Maschine, im Stirnschnitt des Zahnrades gezeichnet,

Fig.3 Einzelheiten einer gegenüber Fig.1 vereinfachten Zahnrads chM fmas chine ;

Fig.4 die Veränderungen des Schlexfexngrxffswxnkels während eines Wälzhubes der in Fig.3 dargestellten Maschine; und

Fig.5 eine Schrägansicht einer Zahnradschleifmaschine zum Schleifen schrägverzahnter Stirnräder. .

Die in Fig.1 dargestellte Zahnradschleifmaschine hat ein Maschinenbett 2, auf dem eine Werkstücklagerung 4 befestigt ist. In der Werkstücklagerung 4 ist ein Werkstückträger 6 um eine waagerechte Werkstückachse A drehbar gelagert. Der Werkstückträger 6 ist zum Aufspannen eines Zahnrades 8 ausgebildet, dessen Zahnflanken geschliffen werden sollen. Zur Werkstücklagerung 4 gehört ein nicht dargestellter Teilapparat, der es ermöglicht, das Zahnrad 8 schrittweise entsprechend der Zahnteilung weiterzudrehen.

Am Maschinenbett.2 sind waagerechte Führungen 10 ausgebildet, die sich im rechten Winkel zur Werkstückachse A erstrecken. Längs der Führungen 10 ist ein Bettschlitten 12 verschiebbar, der seinerseits parallel zur Werkstückachse A verlaufende Führungen 14 aufweist. Parallel zu den Führungen 14 ist im Bettschlitten eine Gewindespindel 16 gelagert, die mit einem am Bettschlitten 12 befestigten Motor 18 antreibbar ist und mit einem auf dem

030008/Q551

50 979

Bettschlitten Ϊ2 längs der Führungen 14 verschiebbaren Ständer 20 in Eingriff steht. Der Ständer 20 weist senkrechte Führungen . 22 auf, längs derer eine Werkzeugbasis 24 verstellbar ist.

Die Werkzeugbasis 2 4 hat die Form einer im wesentlichen ebenen Platte, die sich im rechten Winkel zur Werkstückachse A erstreckt. In die Werkzeugbasis 24 sind zueinander konzentrische Kreisbogenführungen 26 eingearbeitet, deren im folgenden als Schwenkachse B bezeichnete Achse sich parallel zur Werkstückachse A erstreckt. An den Kreisbogenführungen 2 6 ist ein ebenfalls plattenförmiger Schleifsupport 28 derart geführt, daß er um die Schwenkachse B schwenkbar ist. Der Schleifsupport 28 ist mit der Werkzeugbasis 24 durch einen Schwenkantrieb 30 verbunden, der einen an der Werkzeugbasis 24 angeordneten Motor 32, einen von diesem antreibbaren Kurbelzapfen 34 von einstellbarer Exzentrizität und ein Pleuel 36 aufweist, das einerseits auf dem Kurbelzapfen 34 und andererseits am Schleifsupport 28 gelagert ist und eine einstellbare Länge hat.

Der Schleifsupport 28 hat an seiner von der Werkzeugbasis 24 abgewandten Seite Führungen 38, die sich im rechten Winkel zur Schwenkachse B erstrecken. Längs der Führungen 38 ist mittels eines am Schleifsupport 28 angeordneten Motors 40 ein Radialschlitten 42 verschiebbar. Der Radialschlitten 42 weist seinerseits Führungen 44 auf, die sich ebenfalls im rechten Winkel zur Schwenkachse B und zugleich im rechten Winkel zu den Führungen 38 erstrecken. Längs der Führungen 44 ist mittels eines am Radialschlitten 42 angeordneten Motors 46 ein Lagerbock 48 verstellbar. Auf dem Lagerbock 48 ist eine Schleifspindel 50 gelagert, die sich parallel zu den Führungen 44 erstreckt, eine Schleifscheibe 52 trägt und mittels eines am Lagerbock 48 angeordneten Motors 54 drehantreibbar ist; die geometrische Achse der Schleifspindel 50 und der Schleifscheibe 52 wird im folgenden als Drehachse C bezeichnet.

Der Radialschlitten 42 weist eine weitere, zu den Führungen 44 parallele Führung 56 auf, längs der mittels eines Motors 58

0300Ö8/0B51

50 979

-X-

ein Abrichtschlitten 60 verstellbar ist. Auf dem Abrichtschlitten 60 ist ein Führungsbolzen 62 geführt, der sich im rechten Winkel zur Drehachse C erstreckt und in seiner Längsrichtung mittels eines Motors 64 verstellbar ist. Der Führungsbolzen 62 trägt einen Lagerbügel 66, in dem eine Diamantrolle 68 zum Abrichten der Schleifscheibe 52 gelagert ist. Die Diamantrolle 68 ist mittels eines am Lagerbügel 66 angeordneten Motors 70 gleich- oder gegensinnig in bezug auf die Drehrichtung der Schleifseheibe 52 drehantreibbar.

Auf dem Abrichtschlitten 60 ist ferner ein Tasterschlitten parallel zur Schwenkachse B verstellbar geführt? zum ¥erstellen des Tasterschlittens 72 ist am Äbrichtsehlitten 60 ein Motor angeordnet. Im Tasterschlitten 72 ist eine Tasterwelle 76 gelagert, die sich im rechten Winkel zur Schwenkachse B und zur Drehachse C erstreckt und an ihrem einen Ende einen Taster 78, an ihrem anderen Ende dagegen einen Hebel 80 trägt. Der Taster 78 ist zum Abtasten der Schleifscheibe vorgesehen, und dem Hebel 80 ist ein -am Tasterschlitten 72 angeordneter Schalter 82 zugeordnet/ der vom Hebel jeweils dann betätigt wird, wenn sich die Schleifscheibe 52 um einen bestimmten Betrag abgenützt hat.

Bei der in Fig.1 dargestellten Zahnradschleifmaschine steht das Zahnrad 8 still, während eine seiner Zahnflanken geschliffen wird. Der Lagerbock 48 ist derart eingestellt, daß der Schleifpunkt P₁^ in dem die vom Motor 54 angetriebene Schleifscheibe 52 eine Zahnflanke berührt, einen Abstand r„ von der Schwenkachse B hat. Während des Schleifens führt der Schleifsupport samt Lagerbock 48 und Schleifscheibe 52 hin- und hergehende Schwenkungen um die Schwenkachse B aus, die vom Schwenkantrieb 30 hervorgerufen werden. Diesen Schwenkungen sind Bewegungen des Lagerbocks 48 längs der Führungen 44 derart überlagert, daß der Schleifpunkt P sich zwischen einem Punkt P am Zahnkopf

. Ί a

und einem Punkt P am Zahnfuß hin- und herbewegen würde, wenn der Ständer 20 still stünde. Tatsächlich wird jedoch der Ständer 20 während des Schleifens kontinuierlich längs der Führungen

030008/0551

50 979

der Schleifpunkt P zickzackförm Zahnflanke wandert.

verschoben, so daß der Schleifpunkt P zickzackförmig über die

Die Bewegungen des Lagerbocks 48 längs der Führungen 44 sind erforderlich, weil das zu schleifende Zahnprofil mehr oder weniger stark von einem Kreisbogen abweicht und deshalb durch die Schwenkungen der Schleifscheibe 52 um die Schwenkachse B allein nicht geschliffen werden kann. Die Größe der erforderlichen Bewegungen des Lagerbocks 48 längs der Führungen 44, die im Ergebnis Axialbewegungen der Schleifscheibe 52 sind, hängt davon ab, wo die Schwenkachse B in bezug auf die zu schleifende Zahnflanke angeordnet ist. Gemäß Fig.2 verläuft die Schwenkachse B vorzugsweise in der-Nähe eines Punktes P_?, in dem zwei bestimmte Tangenten an den Grundkreis (Radius r, ) der zu schleifenden Verzahnung einander schneiden, nämlich die Tangente t durch

den Zahnkopf punkt P und die Tangente t,. durch den Zahnfußpunkt

a χ

P . Die mit dem Schwenkantrieb 30 erzeugten Schwenkungen der Schleifscheibe 52 um die Schwenkachse Bwerden während des Schleifens mit Axialverschiebungen der Schleifscheibe, also mit vom Motor 56 erzeugten Verschiebungen des Lagerbocks 48 längs der Führungen 44 und mit vom Motor 40 hervorgerufenen Verschiebungen des Radialschlittens 42 längs der Führungen 38 ständig so kombiniert, daß sich einerseits das gewünschte Zahnflankenprofil ergibt und andererseits der Schleifeingriffswinkel 2f sich ständig ändert»

Die im Vorstehenden in Ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise beschriebene Zahnradschleifmaschine gemäß Fig.1 braucht ein Wälzgetriebe üblicher Art zum Erzeugen von Abwälzbewegungen zwischen dem Zahnrad 8 und der Schleifscheibe 52 nicht aufzuweisen, da alle erforderlichen Bewegungen bei stillstehendem Zahnrad 8 als Bewegungen der Schleifscheibe 52 vom Schwenkantrieb 30 sowie von den Motoren 40 und 46 erzeugt werden können.

Im Gegensatz dazu setzt die Ausführungsform gemäß Fig.3 voraus, daß ein Wälzgetriebe üblicher Bauart vorhanden ist, das Abwälzbe-

030008/0551

50 979 - /Γ-

wegungen zwischen dem Zahnrad 8 und der Schleifscheibe 52 erzeugt, wobei rotatorische und translatorische Komponenten dieser Wälzbewegungen ' auf das Zahnrad 8 und die Schleifscheibe 52 aufgeteilt sein können. Es ist beispielsweise-möglich, daß das Zahnrad 8 die rotatorischen Komponenten der Wälzbewegung in Gestalt hin- und hergehender Drehungen um die Werkstückachse A a.usführt, während die Schleifscheibe die translatorischen Bewegungskomponenten dadurch erhält, daß der Bettschlitten.. T2 längs _tder Führungen TO hin-und herbewegt wird. Die Maschine gemäß Fig.3 weist wie diejenige gemäß Fig.1 eine. Werkzeugbasis 24 mit Kreisbogenführungen 26 auf. An den Kreisbogenführungen 26 ist ein vereinfachter Schleifsupport 28' um die Schwenkachse B schwenkbar geführt. Zum Schwenken des Schleifsupports 2 8 ist:auch hier ein Schwenkantrieb 30 vorgesehen _η der wie in Fig.1 gestaltet, aber auch beispielsweise von einer Kolben-Zylindereinheit gebildet sein kann, die einerseits mit der Werkzeugbasis, 24 und andererseits mit, dem Schleif support 28' gelenkig verbunden ist.

Die Maschine gemäß Fig.3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.1 vorallem dadurch, daß die Schleifspindel 50 nicht unmittelbar, sondern über einen Riementrieb 84 mit einem Motor 54' zum Antreiben der Schleifscheibe 52 .verbunden ist. Der Motor 54' ist an der Werkzeugbasis 24 befestigt, nimmt also an den Schwenkbewegungen des Schleifssupports 28' nicht feil; der Riementrieb 84 - ist ohne weiteres in der Lage, die verhältnismäßig kleinen Winkeländerungen zwischen der Drehachse C der Schleifscheibe 52 und der Achse des Motors 54 auszugleichen. Die Schleifscheibe 52 ist so eingestellt, daß ihr Schleifpunkt P₁ stets auf der Schwenkachse B liegt. Die Schwenkungen der Schleifscheibe 52 um die Schwenkachse B haben infolgedessen keinerlei Einfluß auf die Zahnform, die sich aus den Abwälzbewegungen zwischen dem Zahnrad 8 und der Schleifscheibe 52 ergibt. Einziger Zweck des Schwenkens der Schleifscheibe 52 um die Schwenkachse B sind Veränderungen des Schleifeingriffswinkel Zf^, durch die immer

030008/0551

50 979 -TA-'

wieder andere Ringzonen der Schleifscheibe mit der Zahnflanke in Eingriff kommen, wodurch sich die Schleifleistung erhöht. Ein Beispiel für einen zweckmäßigen Verlauf des Schleifeingriffswinkels "&*„ über dem Wälzhub H ist in Fig. 4 dargestellt.

Die in Fig.5 dargestellte Zahnradschleifmaschine entspricht derjenigen gemäß Fig.1 mit dem Unterschied, daß sie auch zum Schleifen eines schrägverzahnten Zahnrades 8¹ geeignet ist. Hierzu ist eine schraubenförmige Relativbewegung zwischen dem schrägverzahnten Zahnrad 8' und der Schleifscheibe 52 erforderlich, die mit den Bewegungen des Ständers 20 längs der Führungen 14 des Bettschlittens 12 synchronisiert sein müssen. Zu diesem Zweck ist in bekannter Weise am Werkstückträger 6 ein Rollbogen 86 befestigt, der durch Rollbänder' 88 mit einem Rollbandschlitten 90 verbunden ist. Die Rollbänder 88 laufen über am Rollbandschlitten 90 gelagerte Umlenkrollen 92. Der Rollbandschlitten ist in einer der Führungen 10 des Maschinenbettes 2 im rechten Winkel zur Werkstückachse A verschiebbar geführt und durch einen an ihm gelagerten Kulissenstein 94 mit einer Kulissenführung verbunden, die sich in einer waagerechten Ebene erstreckt und entsprechend dem gewünschten Zahnschrägungswinkel schrägeinstellbar am Ständer 20 befestigt ist.

Entsprechend dem gewünschten Zahnschrägungswinkel muß auch die Schleifscheibe 52 schräggestellt werden. Zu diesem Zweck ist die Schleifspindel 50 einerseits in einem Ring 100 und andererseits in einer Hülse 110 gelagert. Die Hülse 110 ist an einem starren Schenkel 102 des hier mit 48" bezeichneten Lagerbocks um eine Achse schwenkbar gelagert, die sich im rechten Winkel zur Schwenkachse B und zur Drehachse C erstreckt. Um eine dazu parallele Achse ist der Ring 100 an einer Lasche 104 schwenkbar gelagert, die an einem gelenkigen Schenkel 106 des Lagerbocks 48' mittels einer Klemmvorrichtung 108 verstellbar befestigt ist. Auf der Hülse 110 ist ein Support 98 gelagert, der sich über ein Zahnstangengetriebe 112 mit einem Motor 114 zur Schleifscheibe 52 hin oder von ihr weg bewegen läßt.

/13

030008/0SS1

50 979

Somit läßt sich der axiale Schleifscheibenverschleiß durch axiales Verstellen der Schleifscheibe 52 über den Motor 46'
kompensieren, wobei synchron auch immer der Support 98 um den gleichen Betrag nachgeführt wird.

Der Support 98 übernimmt bei der Maschine gemäß Fig.5 einen Teil der Funktionen des bei der Maschine gemäß Fig.1 vorgesehenen Radialschlxttens 42. So ist an dem Support 98 eine Führung 56' vorgesehen, längs derer mittels eines Motors 58' ein Abrichtschlitten 60' verstellbar ist; auf dem Abrichtschlitten 60' ist auch hier eine Diamantrolle 68' gelagert und mittels eines Motors 70' drehantreibbar. Längs der Führung 56" ist - auf der anderen Seite der Schleifscheibe 52 - ein Tasterschlitten 72' mittels eines Motors 74' verstellbar; auf dem Tasterschlitten 72' ist ein Taster 78' in ähnlicher Weise gelagert wie der Taster 78 gemäß Fig.3.

030008/0551

Claims

Patentansprüche

einem Werkstückträger und einer Werkzeugbasis, die in bezug aufeinander für Teilbewegungen des Werkstücks, zum Einstellen der Verzahnungsdaten für Bewegungen zur Ausbildung eines Zahnprofils , sowie für hin- und hergehende Längshübe längs der zu schleifenden Zahnflanken beweglich sind,

einem an der Werkzeugbasis um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten S^chleifsupport und

einer am Schleifsupport drehantreibbar gelagerten Schleifscheibe, deren Drehachse quer zur Schwenkachse verläuft,

dadurch gekennzeichnet , daß der Schleifsupport (2 8) mit der Werkzeugbasis (24) durch einen Schwenkantrieb (30) verbunden ist, der während des Schleifens einer Zahnflanke willkürliche Veränderungen des Schleifeingriffswinkels (<j*cj zwischen der Schleifscheibe (52) und der Zahnflanke ermöglicht.
2. Zahnradschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Schwenkachse (B) des Schleifsupports (28) sich in einem Abstand vom Schleifpunkt (P₁) der zugehörigen Schleifscheibe (52) erstreckt und die Schleifscheibe (52) auf einem Lagerbock (48) gelagert ist, der in bezug auf den Schleifsupport (28) in zwei Richtungen verstellbar ist, die miteinander und mit der Schwenkachse ,(B) einen rechten Winkel einschließen.

030008/0551

ORIGINAL INSPECTED

50 979 - 2 -

I84094Q
3. Verfahren zum Schleifen von Zahnflanken auf einer Maschine nach Anspruch 1, die ein Getriebe für hin- und hergehende Teilwälzbewegungen zwischen Zahnflanke und Schleifscheibe aufweist, wobei der Schleifeingriffswinkel jeweils auf dem Weg vom Zähnfuß zum mittleren Bereich der Zahnflanke zunimmt, dadurch gekennzeichnet _r daß der Schlexfexngriffswinkel ("2Jf-U) jeweils auch auf dem Weg vom Zahnkopf zum mittleren Bereich der Zahnflanke gesteigert wird und dort sein Maximum erreicht.
4. Verfahren zum Schleifen von Zahnflanken auf einer Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß hin- und hergehende Abwälzbewegungen zwischen Zahnflanke und Schleifscheibe (52) simuliert werden, indem die Schleifscheibe (52) um die Schwenkachse (B) hin- und hergeschwenkt wird, die sich annähernd durch den Schnittpunkt (P„) zweier Tangenten (t , t^)

& a. ι

an den Grundkreis der zu schleifenden Verzahnung erstreckt, von denen die eine Tangente (t ) durch den Zahnkopfpunkt (P ) und

a η.

die andere Tangente (t_f) durch den Zahnfußpunkt (P^) des Zahnprofils verläuft, und daß zum Erzielen des gewünschten Zahnprofils der Abstand (r ) der Schwenkachse <B) vom Arbeitspunkt (P ) der Schleifscheibe (52) während des Schwenkens variiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage tier Schwenkachse (B) so gewählt wird, daß der Betrag, um den der Abstand (r_M) der Schwenkachse (B) vom Arbeitspunkt (P ) variiert werden muß, 10mm nicht überschreitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Schwenkachse (B) so gewählt wird, daß die Variation des Abstandes (r ) der Schwenkachse (B) vom Arbeitspunkt (P-) während des Schleifens einer Zahnflanke etwa 0,5mm beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Schlexfexngriffswinkel beim Schleifen einer Zahnflanke auf 0,5 bis 25° beschränkt wird.

030008/0551

/3

50 979
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Schleifeingriffswinkel 1 bis 4° beträgt.

03Ö008/0551