Zahnradschleifmaschine Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen von zylindrischen und nichtzylindrischen, gerade- oder schrägverzahnten Zahnrädern nach dem Schraubwälz- verfahren, bei welcher das Werkstück während des Schleifens an der mit ihm in Eingriff stehenden Schleif schnecke vorbeigeführt wird, wobei die zum Schleifen von Rädern mit längsballigen Zähnen oder von Rädern mit leicht konischer Verzahnung zwischen Werkstück und Schleifschnecke erforderlichen Achsdistanzverände rungen von einer am Werkstückschlitten befestigten Schablone aus gesteuert werden.
Zahnräder mit längsballigen Zähnen werden herge stellt, um sogenannte Kantenträger zu vermeiden. Dank dieser Massnahme können kleine Achsrichtungsfehler un schädlich gemacht werden, anderseits trägt sie dazu bei, störende Geräusche in Getrieben zu verhindern.
Bei Zahnrädern mit längskonischen Zähnen handelt es sich nicht um Kegelräder im üblichen Sinne, sondern um Zahnräder mit leicht konischem Mantel, wie sie bei spielsweise im Textil- und Druckereimaschinenbau zum Ausgleich von Achsdistanzdifferenzen Verwendung fin den.
Es sind bereits Einrichtungen an Zahnradschleifma schinen von obenerwähnter Bauart bekannt, welche das Schleifen von Zahnrädern mit längsballigen Zähnen ge statten. Auf dem Ständer dieser Maschinen sitzt horizon tal verschiebbar der Schleifschlitten mit der Schleif schnecke und diesem gegenüberliegend der Werkstück support. Der Schleifschlitten führt die beim Schleifen nö tigen Zustellbewegungen aus.. Die Drehachse der Schleif schnecke verläuft horizontal.
Im Werkstücksupport ist eine Trommel schwenkbar gelagert, deren Drehachse die Schleifspindelachse im rechten Winkel schneidet. Auf der Trommel ist der in Richtung der Werkstückachse verschiebbar angeordnete Werkstückschlitten geführt. Der letztere trägt das zu schleifende Werkstück, welches zwischen zwei Zentrier spitzen eingespannt ist. Damit die Schleifschnecke kor rekt in die Verzahnung des zu schleifenden Werkstückes eingreift, kann die Trommel in eine dem Steigungswinkel der Schleifschnecke sowie dem Zahnschrägewinkel des Werkstückes entsprechende Winkellage geschwenkt wer den. Der ganze Werkstückteil, d.h. der Werkstücksupport einschliesslich Trommel, Werkstückschlitten und Werk stück kann um eine Drehachse, die parallel zur Schleif spindelachse verläuft, gegen die Schleifschnecke hin ge kippt werden.
Diese Kippbewegung dient dazu, zwi schen dem Werkstück und der Schleifschnecke Achs distanzveränderungen herbeizuführen.
Die auf diese Weise erzeugten Achsdistanzverände rungen werden heute auf Zahnradschleifmaschinen, die nach dem Schraubwälzverfahren arbeiten, zum Schleifen von Zahnrädern mit längsballigen Zähnen herangezogen. Für das Erzeugen und Steuern dieser Kippbewegung sind zwei verschiedene Methoden bekannt. Bei der einen Aus führungsart wird einem über eine Schablone gleitenden Fühler eine Drehbewegung erteilt. Die letztere wird mit Hilfe eines Hebelsystems als Kippbewegung auf den Sup port übertragen. Bei der anderen Ausführungsart wer den hydraulische Mittel verwendet. Ein ebenfalls mit einer Schablone gesteuerter Kolben beeinflusst ein Hydro- kopiersystem, mit dem die Kippbewegung am Support erzeugt werden kann.
Die obenerwähnte Einrichtung hat sich an Zahnrad schleifmaschinen, die zum Bearbeiten von Werkstücken von kleiner bis mittlerer Grösse gebaut sind, durchaus bewährt. Bei Zahnradschleifmaschinen, die Werkstücke mit grösserem Durchmesser aufnehmen müssen, ergeben sich zwangsläufig grosse Werkstückgewichte. Dies erfor dert eine den Umständen angepasste Konstruktion der Maschine. Bei diesen Verhältnissen bietet es infolge der erwähnten grossen Gewichte von Werkstück u. Maschine einige Schwierigkeiten eine Kippbewegung zu erzeugen und zu steuern, die beim Balligschleifen meistens nur einige Mikron beträgt.
Eine weitere bekannte Einrichtung zum Balligschlei- fen besteht darin, dass eine am Werkstückschlitten der Maschine befestigte Steuer-Schablone durch mechanische Übertragungsmittel mit der in zwei exzentrischen Lager büchsen geführten Schleifspindel in Verbindung steht. Die betreffenden Übertragungsmittel umfassen mehrere Getriebeelemente, worunter eine Teleskopwelle mit Ku gelgelenken. Diese Einrichtung gestattet es, an der Schleif spindel unter zum voraus festlegbaren Bedingungen La geveränderungen im Sinne von Achsdistanzveränderun gen zu erzeugen. Dies wird erreicht, indem man mit Hilfe der Steuerschablonen den erwähnten exzentrischen Lagerbüchsen eine kleine Drehbewegung erteilt.
Diese Vorrichtung birgt jedoch den Nachteil, dass infolge der erwähnten zahlreichen Übertragungselemente eine zuver lässige Kontrolle über die sehr feinen Lageverschiebun gen der Schleifspindel mit etlichen Schwierigkeiten ver bunden ist. Um den heute an geschliffene Zahnräder ge stellten Genauigkeitsansprüchen genügen zu können, müssen die genannten Übertragungsmittel ausserordent- lich genau hergestellt und bei der Montage aufs sorg fältigste eingestellt werden, was mit hohen Kosten ver bunden ist.
Die Erfindung bezweckt die geschilderten Nachteile dieser bekannten Einrichtungen zu beheben und eine Maschine zu schaffen, welche das Schleifen von Zahn rädern mit längsballigen und leichtkonischen Zähnen mit Hilfe von einfachen Mitteln und unabhängig vom Werk stückgewicht mit höchster Präzision ermöglicht.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone mit einer Vorrichtung zusammenwirkt, welche dem verschiebbaren, das Werkstück und den Werkstück antrieb tragenden Support unter zum voraus festlegbaren Bedingungen Lageveränderungen erteilt, die den erfor derlichen Achsdistanzveränderungen zwischen Werkstück und Schleifschnecke entsprechen.
Vorzugsweise ist die genannte Vorrichtung mit einer separat angeordneten Kraftquelle verbunden, um dem Support Lageveränderungen zu erteilen, die am Werk stück im wesentlichen als parallel zur die Drehachse der Schleifschnecke enthaltenden Vertikalebene verlaufende Hin- und Herbewegung wirksam sind.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Schablone und die separat angeordnete Kraftquelle über die Vorrichtung gemeinsam auf den Support einwirken, so dass gleichzeitig Achsdistanzver änderungen sowie Hin- und Herbewegungen bewirkt wer den.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Er findungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zahnradschleif maschine; Fig. 2 einen Grundriss der Maschine, teilweise im Schnitt; Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie I-I in Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig, 2; Fig. 5 eine schematische Darstellung der Balligschleif vorrichtung in der Mittellage des Werkstückes; Fig.6 eine Darstellung der Mittellage des Werk stückes; Fig. 7 eine schematische Darstellung der Balligschleif vorrichtung in den Arbeitsendlagen des Werkstückes; Fig. 8 eine Darstellung der oberen Arbeitsendlage des Werkstückes; Fig.9 eine Darstellung der unteren Arbeitsendlage des Werkstückes;
Fig.10-21 eine schematische Darstellung des Zu sammenhanges zwischen der beim Schleifen eines Zahn rades verwendeten Schablone (Fig. 10-13) und der zu erwartenden Zahnform des Werkstückes (Fig. 14-l7) bzw. dessen Zahnrichtungsdiagramm (Fig. l8-21); Fig. 22 eine schematische Darstellung wie Fig. 5, je doch mit zusätzlicher Einrichtung zum Pendelschleifen; Fig. 23 eine schematische Darstellung wie Fig. 7, je doch mit zusätzlicher Einrichtung zum Pendelschleifen; Fig.24-25 einen Vergleich der unter verschiedenen Arbeitsbedingungen erzielbaren Zahnflankenqualitäten. <I>Aufbau der Maschine</I> Auf dem Bett 1 ist der Support 2 verschiebbar auf gesetzt. Der Werkstückschlitten 3 ist durch die Füh rungsschiene 4 am Support 2 vertikal verschiebbar ge führt. Er kann während des Schleifens mit hydraulischen Mitteln auf- und abwärts verschoben werden.
Zur Aus führung dieser Verschiebung dient beispielsweise der in einer Bohrung des Supports 2 geführte Kolben 5. Die beiden Kolbenkammern 6 und 7 können von nicht ein gezeichneten Steuerorganen abwechslungsweise unter Druck gesetzt werden, je nachdem sich der Werkstück schlitten 3 auf- oder abwärts bewegen soll.
Zum Antreiben des Werkstückes 8 dient der Syn chronmotor 9 (im folgenden Werkstückmotor genannt), der am Support 2 angeflanscht ist. In einer mit der Achse des Werkstückmotors 9 koaxialen Bohrung des Supports 2 ist der drehbar gelagerte Käfig 10 eines Dif ferentialgetriebes zentriert. Beim Schleifen von gerade verzahnten Rädern ist dieser Käfig 10 blockiert. Auf dem Wellenende des Werkstückmotors 9 sitzt ein Ritzel 11, das mit dem Stirnrad 12 im Eingriff steht. Letzteres sitzt zusammen mit einem weitern Stirnrad 13 auf der im Käfig 10 drehbar gelagerten Welle 14. Die Drehbewe gung wird alsdann vom Stirnrad 13 auf das Stirnrad 15, über die Welle 16 und die Wechselräder 17, 18, 19, 20 auf das Ritzel 21 übertragen, welches auf der ebenfalls drehbaren Welle 22 aufgekeilt ist.
Ein mit dem Ritzel 21 kämmendes Stirnrad 23 sitzt auf der im Werkstück schlitten 3 drehbar gelagerten Welle 24. Das Stirnrad 23 steht im Eingriff mit dem Stirnrad 25, welches auf der Arbeitsspindel 26 aufgekeilt ist. Mit Hilfe des Mitneh- mers 27 werden die Drehbewegungen der Arbeitsspindel 26 auf den Aufspanndorn 28 und das darauf befestigte Werkstück 8 übertragen. Der Aufspanndorn 28 ist zwi schen den Spitzen der Arbeitsspindel 26 und der Pinole des Reitstockes 29 zentriert. Letzterer kann beispielsweise mit Hilfe des Handrades 30 vertikal verstellt werden.
Wie bereits erwähnt wurde, steht der Käfig 10 des Differentialgetriebes beim Schleifen von gerade verzahn ten Werkstücken still. Dies wird erreicht, indem man auf die im Support 2 drehbar gelagerte Welle 34 eine Scheibe 33 aufsetzt, die mit einem Passstift 35 versehen ist, wel cher seinerseits in eine zugeordnete Bohrung des Sup ports 2 hineinpasst. Das am untern Ende der Welle 34 aufgekeilte Zahnrad 32 kämmt mit dem Zahnkranz 31 des Käfigs 10. Infolgedessen sind Drehbewegungen an der Welle 34 und den beiden miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern 31 und 32 nicht möglich, d.h. der Käfig 10 des Differentialgetriebes ist blockiert.
Beim Schleifen von schrägverzahnten Rädern muss dem Werkstück eine zusätzliche Drehbewegung erteilt werden, wass mit Hilfe des Differentialgetriebes, bzw. durch Drehen des Käfigs 10 erzielt wird. Zu diesem Zweck wird die zum Blockieren des besagten Käfigs 10 bestimmte Scheibe 33 entfernt und an deren Stelle ein Stirnrad 36 aufgesetzt. Dieses bildet zusammen mit drei weiteren Stirnrädern 37, 38, 39 einen Wechselrädersatz, welcher entsprechend der am Werkstück 8 zu erzeugen den Zahnschräge festgelegt wird. Das Wechselrad 39 ist auf der drehbar gelagerten Welle 41 zusammen mit dem Stirnrad 42 aufgekeilt. Letzteres steht im Eingriff mit dem Stirnrad 43, das zusammen mit dem Kegelrad 45 auf der Welle 44 sitzt.
Das Kegelrad 45 kämmt mit dem Kegelrad 46, das auf der Welle 47 steckt. Diese ist im Support 2 drehbar geführt. Auf dem linken Ende der Welle 46 ist ein Ritzel 48 befestigt, das in die Zahn stange 49 eingreift, welche letztere am Werkstückschlit ten 3 festgeschraubt ist.
Wie bereits erwähnt wurde, dient der Kolben 5 zum Transport des Werkstückschlittens 3. Die Vorschubge schwindigkeit wird beispielsweise durch das pro Zeitein heit in die Kolbenkammer 6 oder 7 ein- oder ausströ mende Ölvolumen bestimmt. Dieses ist regelbar und kann den Arbeitsverhältnissen angepasst werden.
Der Schleifschlitten 52 ist auf zwei horizontal ver laufenden Führungsbahnen 53 und 54 des Bettes 1 auf gesetzt. Er kann mit Hilfe einer im Bett 1 gelagerten, durch das Handrad 55 zu betätigenden Gewindespindel 56, die mit der Mutter 57 im Eingriff steht, verschoben werden.
Im Schleifschlitten 52 ist die Trommel 58 drehbar ge lagert. Sie ist mit einem Zahnkranzsegment 59 versehen, welches mit dem Ritzel 60 im Eingriff steht. Letzteres sitzt zusammen mit dem Handrad 61 auf der Welle 62, die drehbar im Schleifschlitten 52 geführt ist. Durch Drehen des Handrades 61 kann die Trommel 58 in eine Winkellage geschwenkt werden. Diese ist vom Steigungs winkel der Schleifschnecke 68 und beim Schleifen schrägverzahnter Räder ausserdem vom Zahnschräge winkel des Werkstückes abhängig. Die Trommel 58 kann in beiden Richtungen geschwenkt werden, so dass es möglich ist, sowohl links- wie rechtsschrägverzahnte Werkstücke zu schleifen. Auf der dem Werkstück 8 zugekehrten Seite der Trommel 58 befindet sich der Tangentialschlitten 63.
Dieser ist auf den beiden Führungsbahnen 64/65 ver schiebbar abgestützt und beherbergt die Schleifspindel 66 sowie den zum Antrieb derselben bestimmten Syn chronmotor 67 (in der Folge Schleifmotor genannt). Auf dem andern Ende der Schleifspindel 66 ist die Schleif schnecke 68 aufgesetzt, welche eine Breite W aufweist. Diese Breite W ist grösser als die beim Schleifen eines Zahnrades sich ergebende Eingriffsstrecke zwischen dem Werkstück 8 und dem Schleifschneckenprofil. Durch Ver schieben des Tangentialschlittens 63 können neue, unab- genützte Partien der Schleifschnecke 68 zur Arbeit her angezogen werden, bis die ganze verfügbare Breite W ausgenützt ist, und das Profil mit hier nicht dargestellten Mitteln nachgearbeitet werden muss.
Zur Verschiebung des Tangentialschlittens 63 dienen die folgenden Mittel: Auf der Welle 69, welche in der Trommel 58 drehbar gelagert ist, sitzt einerseits das Handrad 70 und ander seits das Ritzel 71. Letzteres steht im Eingriff mit einer, auf dem Tangentialschlitten 63 befestigten Zahnstange 72. Durch Drehen des Handrades 70 kann infolgedessen der Tangentialschlitten 63 verschoben werden. Nach er folgter Verschiebung wird er mittels eines den Schlitz 73 durchstossenden Griffes 74 auf der Trommel 58 fest geklemmt.
In einer am Werkstückschlitten 3 vorhandenen Nute 85 sind zwei einstellbare Anschläge 95, 96 eingesetzt. Diese dienen zusammen mit dem Schalter 97 und weite ren nicht besonders dargestellten elektrischen und hy draulischen Steuereinrichtungen zum Umsteuern des Werkstückschlittens 3, wobei jeweils ein Druckwechsel in den Kolbenkammern 6 und 7 stattfindet. Wie bereits erwähnt wurde, ist der Support 2 auf dem Bett 1 verschiebbar aufgesetzt. Die zum Verschieben des Supports 2 nötigen Mittel setzen sich wie folgt zusam men: Die Welle 76 ist oben in einer Bohrung und unten mit Hilfe eines Kegelrollenlagers 77 im Support 2 dreh bar gelagert. Am untern Ende ist sie ausserdem mit einem um das Mass b (Fig. 3) exzentrischen Zapfen ver sehen, welcher mit Hilfe des Kegelrollenlagers 79 im Bett 1 zentriert ist.
Auf der Welle 76 ist ein Hebel 82 aufgekeilt, der durch eine Öffnung aus dem Support 2 hinausragt. Auf diesem Hebel 82 sitzt die Rolle 83. Die Nute 85 am Werkstückschlitten 2 dient zur Aufnahme der Steuerschablone 86 für das Balligschleifen. Die Lage der Steuerschablone 86 wird derart gewählt, dass sie sich während der Auf- und Abwärtsfahrt des Werk stückschlittens 2 im Bereich der Rolle 83 befindet. Eine Feder 84 drückt die Rolle 83 ständig gegen die Steuer schablone 86. Zwischen dem Kegelrollenlager 79 und dem Boden der zugeordneten Bohrung befinden sich Teller federn 80, die das Spiel in den Kegelrollenlagern 77 und 79 aufheben.
Auf der rechten Seite der Maschine ist im Bett 1 das Kegelrollenlager 90 mit der Welle 89 gelagert. Die letztere ist mit einem Zahnrad 91 bestückt. Es befindet sich im Eingriff mit dem Ritzel 92, das auf das Wellen ende eines Antriebsmotors 93 aufgekeilt ist. Die Welle 89 ist an ihrem oberen Ende mit einer Bohrung versehen, die um das Mass h exzentrisch zu ihrer Drehachse liegt. In dieser Bohrung steckt das Kegelrollenlager 94, das seinerseits die mit einem Zapfen ausgerüstete Gerad führung 87 zentriert. Die Tellerfedern 88 drücken über das Kegelrollenlager 90, die Welle 89 und das Kegel rollenlager 94 die Geradführung 87 in die im Support 2 befindliche Führungsbahn hinein. Dadurch wird das Spiel in den Kegelrollenlagern 90 und 94 aufgehoben.
Ferner vermindern die von den Tellerfedern 80 und 88 herrührenden Federkräfte den Auflagedruck des Sup ports 2 in bezug auf das Bett 1 und erleichtern dadurch die Verschiebungen des Supports 2. Der Motor 93 wird im Ruhezustand durch eine nicht eingezeichnete Bremse blockiert, so dass das Ritzel 92 nicht gedreht werden kann. Demzufolge bleibt die Lage der Welle 89 bzw. der Geradführung 87 gegenüber dem Support 2 unverändert. Bei diesen Verhältnissen kann sich der Support 2 nur in jener Richtung verschieben, die durch die Lage der Geradführung 87 gegeben ist. Diese Richtung deckt sich mit der Verlängerung der Verbindungsgeraden zwischen den Achsen des Werkstückes 8 und der Welle 76 (siehe Fig. 5), d.h. das Zentrum der Welle 76 bildet die Dreh achse für den Support 2.
Schleifprozess Nachstehend werden die Verhältnisse betrachtet, wie sie beim Arbeiten der vorstehend beschriebenen Ma schine anzutreffen sind.
In bezug auf die erfindungsgemässe Einrichtung ist es gleichgültig, ob im Einweg- oder Zweiweg-Schleif- verfahren gearbeitet wird. Beim Einwegschleifen wird nur während einer Fahrtrichtung des Werkstückschlittens 3, z.B. während der Aufwärtsfahrt, am Werkstück 8 Ma terial weggeschliffen. Beim Zweiwegschleifen wird sowohl während der Aufwärts- als auch Abwärtsfahrt geschlif fen. In diesem Fall erfolgt jeweils zu Beginn eines jeden Hubes eine Zustellbewegung. Die letztere wird von Hand durch Drehen des Handrades 55 vorgenommen. Diesen Zweck können aber auch andere, z.B. automatisch ar beitende Einrichtungen erfüllen.
Es sei darauf hinge- wiesen, dass für die nachstehenden Betrachtungen keine Rücksicht auf diese Zustellbewegungen genommen wird. Die erfindungsgemässe Einrichtung kann für das Schlei fen von gerade- und schrägverzahnten Rädern verwendet werden. Aus Gründen der einfacheren Darstellung sind in den folgenden Erklärungen die Verhältnisse beschrie ben, wie sie beim Schleifen eines geradeverzahnten Stirn rades auftreten.
Während dem Schleifprozess wird die rechtsgängige Schleifschnecke 68 durch den Schleifmotor 67 in Pfeil richtung (siehe Fig. 1) angetrieben. Der Werkstückmotor 9 treibt über die Zahnräder 11 , 12, 13, 15, 17, 18, 19, 20, das Ritzel 21, das Zahnradpaar 23, 25 und den Mit nehmer 27 das Werkstück 8 an. Damit die Schleif schnecke 68 mit dem Werkstück 8 in korrektem Eingriff steht, wird die Trommel 58 und damit die Achse der Schleifspindel 66 in eine dem Steigungswinkel der Schleif schnecke 68 entsprechende Winkellage geschwenkt. Wäh rend der Auf- und Abwärtsbewegung des Werkstück schlittens 3 schleift die Schleifschnecke 68 am Werk stück 8 Material weg. Bei Erreichung der oberen oder unteren Endlage des Werkstückschlittens 3 betätigt der Anschlag 96 oder 95 den Schalter 97.
Infolgedessen wechseln die Druckverhältnisse in den Kammern 6 und 7, was eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Werk stückschlittens 3 zur Folge hat. Die Lage der Anschläge 95 und 96 ist so gewählt, dass in der oberen (bzw. unte ren) Endstellung die untere (bzw. obere) Stirnseite des Werkstückes 8 mindestens gleich hoch oder etwas höher (bzw. mindestens gleich tief oder etwas tiefer) liegt, als die im Drehzentrum der Trommel 58 verlaufende Hori zontalachse M-M, die durch das Zentrum der Schleif schnecke 68 geht. Aus diesem Grunde wird der Hub des Werkstückschlittens 3 mindestens gleich gross wie die Breite des zu bearbeitenden Werkstückes 8, im allge meinen jedoch etwas grösser gewählt.
<I>a) Das Schleifen von</I> Zahnrädern <I>mit</I> zylindrischen <I>Mantel und in der Zahnrichtung geraden Flanken.</I> Die Zahnrichtung, welche mit geeigneten Instrumen ten am geschliffenen Werkstück gemessen werden kann, soll ein Zahnrichtungsdiagramm ergeben, wie es in Fig. 18 dargestellt ist. Die Rolle 83 und der mit ihr starr verbundene Hebel 82 verharren während des ganzen Ar beitsprozesses in ihrer Ruhelage (siehe Fig. 10). Auf die Welle 76 mit dem um das Mass b exzentrischen Zapfen (Fig. 3) wird somit keine Drehbewegung ausgeübt, was zur Folge hat, dass die Lage des Supports 2 gegenüber dem Bett 1 während des Schleifens stationär bleibt.
Die Exzentrizität b der Welle 76 und die Gewichtskompo nente aller werkstückseitigen Maschinenteile sind derart festgelegt und aufeinander abgestimmt, dass trotz des beim Schleifen zwischen der Schleifschnecke 68 und dem Werkstück 8 auftretenden Schleifdruckes, die Selbst hemmung des Exzenters gewahrt bleibt. Bei diesen Ar beitsbedingungen und unter der Voraussetzung, dass während der Auf- und Abwärtsfahrt des Werkstück schlittens 3 die Lage des Schleifschlittens 52 durch äus- sere Einwirkungen, beispielsweise durch Drehen des Handrades 55, nicht verändert wird, entstehen am Werk stück 8 Zähne (siehe Fig. 14), die auf dem Zahnrich tungsdiagramm gerade Kennlinien ergeben.
<I>b)</I> Das <I>Schleifen von</I> Zahnrädern <I>mit</I> zylindrischem Mantel und längsballigen Flanken.
Von einem längsballigen Zahnrad wird verlangt, dass es beispielsweise ein Zahnrichtungsdiagramm aufweisen soll, wie es in Fig. 19 dargestellt ist. Um sein solches Zahnrad schleifen zu können, benötigt man eine Steuer schablone 86, die in der Nute 85 des Werkstückschlittens 3 festgeklemmt wird. Die Lage der Steuerschablone 86 wird derart gewählt, dass die Rolle 83 die tiefste Stelle D berührt, wenn sich das Werkstück 8 in bezug auf die Horizontalachse M-M der Schleifschnecke 68 in der Mittellage befindet (Fig. 11 und 6). Bei diesen Verhält nissen steht der Hebel 82, wie in Fig. 5 gezeigt wird, mit seiner Längsachse senkrecht zur Verbindungsgeraden zwischen der Werkstückdrehachse A und der Exzenter achse E der Geradführung 87.
Die mit B bezeichnete Achse der Bohrung des Hebels 82, die mit der vertikalen Achse der Welle 76 zusammenfällt, liegt auf der genann ten Geraden AE. Bewegt sich der Werkstückschlitten 3 mit der Steuerschablone 86 von der Mittellage aus auf- oder abwärts, so folgt der von der Feder 84 angedrückte Hebel 82 mit seiner Rolle 83 der Schablone 86. Dabei wird der Hebel 82 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt. Die resultierende Schwenkbewegung erfolgt um die Dreh achse C. Somit ergibt sich eine Verschiebung der Achse B bzw. der Welle 76 nach links, bzw. eine Verschiebung des damit verbundenen Supports 2 und des Werkstückes 8 in radialer Richtung gegen die Schleifschnecke 68 hin.
Hat sich der Werkstückschlitten 3 mit dem Werk stück 8 soweit aufwärts bewegt, dass die Drehachse der Rolle 83 mit der durch die untere Stirnfläche G' des Werkstückes 8 gehenden Ebene zusammenfällt, so be rührt die Rolle 83 die Schablone 86 im Punkte G. Wäh rend der Aufwärtsfahrt wurde die Rolle 83 um das Mass c horizontal nach rechts verschoben (siehe Fig. 11; 7 und 8). Dieser Verschiebung c ist eine Verschiebung der Wellenachse B nach links um den Betrag d zugeord net. Die Achsdistanz zwischen der Schleifschnecke 68 und dem Werkstück 8 ist dementsprechend um d kleiner geworden.
Die in Fig. 11 dargestellte Steuerschablone 86 ist symmetrisch in bezug auf die Horizontalachse durch D . Erreicht das Werkstück 8 auf der Abwärtsfahrt des Werkstückschlittens 3 die in Fig. 9 gezeigte Stellung, so hat sich die Rolle 83 wiederum um den Betrag c , bzw. das Werkstück 8 um den Betrag d radial gegen die Schleifschnecke 68 hin verschoben.
Unter der Voraussetzung, dass während der Auf- und Abwärtsfahrt des Werkstückschlittens 3 die Lage des Schleifschlittens 52 unverändert bleibt und eine nach Fig. 11 geformte Steuerschablone 86 verwendet wird, beträgt die Achsdistanz zwischen der Schleifschnecke 68 und dem Werkstück 8 in den Punkten G und F ein Minimum, im Punkte D aber ein Maximum. Am Werk stück 8 wird von der Mitte D' aus gegen die Stirnseiten F' und G' hin zunehmend mehr Material weggeschliffen. Die Zähne erhalten dementsprechend eine tonnenförmige bzw. längsballige Form (siehe Fig. 15).
Mit dieser Einrichtung ist es möglich, unter Verwen dung von entsprechenden Steuerschablonen, am Werk stück 8 jede gewünschte Balligkeit zu erzielen. Es gibt Zahnräder, an welchen beispielsweise ein Zahnrichtungs- diagramm verlangt wird, wie es in Fig. 20 dargestellt ist. Eine Längsballigkeit wird lediglich an den Enden der Zähne vorgeschrieben. Diese Massnahme wird getroffen, um Kantenträger zu vermeiden, die im eingebauten Zu stande unerwünschten Lärm verursachen. Für die Er zeugung von Zähnen mit balligen Endpartien verwendet man zwei Schablonen 98 und 99.
Wie aus der Fig. 12 ersichtlich ist, wird während der Auf- und Abwärtsfahrt des Werkstückschlittens 3 die Rolle 83 von den beiden Schablonen 98 und 99 nur zwischen den Punkten J und H sowie K und L verschoben, während sie zwischen den Punkten J und K in Ruhelage verharrt, wie es beim Schleifen von Zahnrädern mit geraden Flanken der Fall ist. Den Verschiebungen der Rolle 83 sind wiederum Achsdistanzänderungen zwischen der Schleifschnecke 68 und dem Werkstück 8 zugeordnet. Dementsprechend wei sen die Zähne über die Partie J' bis K' gerade, gegen die Stirnseiten H' und L' hin längsballige Flanken auf (siehe Fig. 16).
<I>c) Das Schleifen von Zahnrädern mit konischem Mantel.</I> Mit der vorgängig beschriebenen Einrichtung ist es ferner möglich, Zahnräder mit konischem Mantel und längskonischen Zähnen zu schleifen. Bei diesen Zahn rädern handelt es sich nicht um Kegelräder im allge meinen Sinn, sondern um Stirnräder mit leicht konischem Mantel und kontinuierlicher Profilverschiebung (siehe Fig. 17 und 21). Die hiezu erforderliche Steuerschablone 100 wird unter einem Winkel a zur Bewegungsrichtung des Werkstückschlittens 3 auf diesem festgeschraubt (siehe Fig. 13). Die Arbeitsweise entspricht derjenigen wie sie in Abschnitt b) beschrieben ist. Der unter dem Winkel a geneigten Steuerfläche der Schablone 100 ent spricht ein am Werkstück 8 erzeugter Konuswinkel a'.
Durch Schwenken der Steuerschablone 100 kann der Winkel a bzw. der Konuswinkel a' des Werkstückes 8 verändert werden.
Durch die Verwendung von hier nicht näher beschrie benen Steuerschablonen -besteht ferner die Möglichkeit, Zahnräder mit konischem Mantel und längsballigen Zäh nen zu schleifen.
In den bisherigen Beschreibungen wies die Steuer fläche der Schablone 100 geometrisch einfache Formen auf (Kreisbogen, Gerade). Durch entsprechende, hier nicht gezeigte Formgebung der Schablone 100 wird es möglich, mit der erfindungsgemässen Einrichtung an ge rade- oder schrägverzahnten Stirnrädern mit zylindri schem oder leicht konischem Mantel beliebige längskon vexe bzw. längskonkave Zahnformen, ferner beliebige Kombinationen derselben zu erzeugen.
<I>d) Das Pendelschleifen von</I> Zahnrädern <I>mit zylindri-</I> <I>schem oder</I> konischem <I>Mantel.</I>
Das Pendelschleifen wendet man ausschliesslich beim Fertigschleifen eines Werkstückes 8 an. Dazu wird die Verbindung zwischen dem Mitnehmer 27 und dem Auf spanndorn 28 gelöst. Die Mittel und Einrichtungen, die hiefür benötigt werden, sind z.B. in der Deutschen Pa tentschrift No. 841986 beschrieben und dargestellt. Bei diesen Verhältnissen wird das auf dem Aufspanndorn 28 befestigte Werkstück 8 durch die nun als Treiber wir kende Schleifschnecke 68 angetrieben. Zusätzlich zur Dreh- sowie Auf- und Abwärtsbewegung wird das Werk stück 8 beim Pendelschleifen einer Pendel- bzw. Hin- und Herbewegung ausgesetzt.
Die Pendelbewegung des Supports 2 bzw. des Werk stückes 8 wird ausgelöst durch Inbetriebsetzung des An triebsmotors 93.
Das auf der Motorwelle sitzende Ritzel 92 treibt über das Zahnrad 91 die Welle 89 im Gegenuhrzeigersinn an (siehe Fig. 4). Die Exzenterachse E rotiert im Gegenuhr zeigersinn um die Drehachse F der Welle 89 (siehe Fig. 22). Von dieser Rotationsbewegung wird nur die senkrecht zur Geradführung 87 stehende Wegkompo nente auf den Support 2 übertragen. Die Welle 76 mit der Achse B im Abstand e von der Drehachse F bil- det das Drehzentrum des Supports 2 für die Pendelbe wegungen. Hat sich die Exzenterachse E nach E' bewegt und dabei die senkrecht zur Geradführung 87 stehende Wegkomponente 2h zurückgelegt, so ist die Verbin dungsgerade AE bzw. der Support 2 um die Achse B im Gegenuhrzeigersinn in die Lage A'E' geschwenkt wor den.
Das stets rotierende Werkstück 8, dessen Drehachse einen Abstand f vom Drehzentrum B aufweist, wurde dementsprechend zusätzlich um die Strecke g ver schoben. Die Strecke g verläuft als Sehne des Kreis bogens AA' parallel zur Vertikalebene durch die Dreh achse der Schleifschnecke 68. Bei andauerndem Rotie ren der Exzenterachse E um die Drehachse F der Welle 89 folgen sich die Pendel- bzw. Hin- und Herbewegun gen am Werkstück 8 ununterbrochen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann ohne gleich zeitige Verwendung von Hebel 82, Rolle 83 und Steuer schablone 86, jedoch unter Beibehaltung der fixen Dreh achse B für das Pendelschleifen von Stirnrädern mit zy lindrischem Mantel eingesetzt werden. Ferner ist sie, wie aus Fig. 23 hervorgeht, in Kombination mit dem Ballig- oder Konischschleifen verwendbar. Bei diesen Verhältnis sen wird das Drehzentrum B des Schleifsupports 2 unter dem Einfluss der eingesetzten Steuerschablonen 86 um den Betrag d hin und her verschoben, währenddem sich der Pendelvorgang auf die oben beschriebene Weise abspielt.
Beim zwangsläufigen Antrieb von Schleifschnecke 68 und Werkstück 8, bzw. bei starrer Verbindung zwischen Arbeitsspindel 26 und Aufspanndorn 28 mit Werkstück 8 dreht dieses um die Drehachse A. Von der Schleif schnecke 68 verrichten immer dieselben schmalen Bänder die Schleifarbeit am Werkstück B. Die Lage dieser Bän der ist durch die Eingriffsverhältnisse zwischen Schleif schnecke 68 und Werkstück 8 festgelegt. Diese Bänder sind der Abnützung unterworfen, während die übrigen Partien des Schleifschneckenprofils unbenutzt bleiben. Weisen die genannten Bänder Unregelmässigkeiten auf, wie z.B. ausgebrochene Stellen oder grobe vorstehende Schleifkörner, so beeinträchtigen diese die Oberflächen güte der Zahnflanken.
Beim Schleifen nach dem Schraub- wälzverfahren gelangen bei jeder Umdrehung der Schleif schnecke 68 dieselben Unregelmässigkeiten der arbeiten den Bänder immer an den gleichen Stellen der Zahn flanken in den Eingriff mit dem Werkstück B. Da letz teres während des Arbeitsprozesses entlang seiner Dreh achse auf- und abwärts verschoben wird, addieren sich die infolge der oben genannten Unregelmässigkeiten auf den Zahnflanken erzeugten Unebenheiten zu ununter brochenen Gräten bzw. Rillen, die parallel zur Kopf kante der Zähne verlaufen (siehe Fig. 24).
Bei der Anwendung des Pendelschleifens bzw. durch Hin- und Herbewegungen des Werkstückes 8 um die Strecke g wird erreicht, dass sich die Eingriffslinien der zur Arbeit gelangenden Bänder der Schleifschnecke 68 kontinuierlich parallel verschieben. Während dieser Verschiebung werden fortwährend neue, einander be nachbarte Bänder der Schleifschnecke 68 zur Arbeit am Werkstück 8 herangezogen. Fehlerhafte Stellen an der Schleifschnecke bzw. auf einem einzelnen Band beein flussen daher die Oberflächengüte der Zahnflanken nur noch während einem Bruchteil der Zeit gegenüber den vorher geschilderten Verhältnissen. Die durchgehenden Gräte bzw.
Rillen auf den Zahnflanken werden weit gehend ausgeglichen, so dass lediglich noch einzelne Höcker, bzw. Kratzer bestehen bleiben (siehe Fig, 25). Das Pendelschleifen bewirkt somit eine Verbesserung der Oberflächengüte der Zahnflanken bzw. eine grössere Laufruhe des Zahnrades.
Die Erfindung lässt sich sinngemäss auch auf Zahn radschleifmaschinen anwenden, bei denen die Auf- und Abwärtsbewegung entlang der Werkstückdrehachse von einem die Schleifschnecke tragenden vertikalen Schlitten aus erfolgt. Bei dieser Anordnung würde das axial fest stehende Werkstück die beim Schleifen notwendigen Zu stellbewegungen ausführen.