Scheibenförmiges, rotierendes Werkzeug zum Profilieren von zylindrischen Schleifschnecken zum Schleifen von Zahnrädern

Abstract

 Das Werkzeug besteht aus zwei Scheiben (46,47) und hat zwei hartkornbeschichtete Flächen (48,49) zum Profilieren der gegenüberliegenden Flanken (3,4) der Schleifschnecke (1). Jeweils die zum Profilieren der unmittelbar an die mit der einen Scheibe (47) bearbeitete eine Flanke (3) anschliessen­den Fuss- und Kopfabschnitte (5,6) vorgesehene hartkornbe­schichtete Partie (50,52) ist an der jeweils andern Scheibe (46) angeordnet. Dadurch können die Flächen (48,49) geläppt werden. Mit dem Werkzeug kann eine Schleifschnecke (1) in einem Zug profiliert werden. Dadurch kann das Profilieren leicht automatisiert werden.

Beschreibung

[0001] Für das Profilieren von zylindrischen Schleifschnecken, die zum Schleifen von Verzahnungen an meistens vorbearbeiteten und ge­härteten Zahnrädern eingesetzt werden, sind mehrere Verfahren bekannt.

[0002] Ein zwar genaues, aber langsames und umständliches Verfahren ist das Erzeugen des Schneckenprofils mittels geschliffener Formdiamanten. Diese werden ähnlich wie Drehstähle eingesetzt und das Vorgehen bei dieser Profilierungsart ist gut zu ver­gleichen mit dem Schneiden eines Gewindes auf einer Drehbank. Weil dieses Verfahren langsam ist und weil die Formdiamant-­Werkzeuge sehr empfindlich und unwirtschaftlich sind, wird es heute nur selten angewendet.

[0003] Eine weitere Möglichkeit wird als Crushing-Verfahren bezeich­net, bei welchem eine dem Profilquerschnitt entsprechend ge­formte Pressrolle ohne eigenen Antrieb mit grosser Kraft gegen die langsam drehende Schleifschnecke gedrückt wird. Dadurch werden die abgestumpften Körner aus der Scheibenmatrix ausgebrochen und das Schneckenprofil nimmt bei genügend lan­ger Crushierzeit die Form des Pressrollenprofils an. Die­ses Verfahren hat den Vorteil, dass sich damit auch ohne grosse Schwierigkeiten Profilformen mit Kopf- und Fussrun­dungen oder mit andern Spezialkonturen herstellen lassen. Ein Nachteil dagegen ist der relativ grosse Verschleiss der Pressrolle beim Profilieren sowie die sehr grossen Kräfte, die beim Crushingvorgang entstehen.

[0004] Aehnlich und ebenfalls schon lange bekannt ist die an ihrem Aussendurchmesser entsprechend dem Schleifschneckenprofil geformte und mit Hartstoffkörnern belegte Profilierrolle, die im Unterschied zur Pressrolle jedoch durch motorischen Antrieb auf hohe Drehzahl gebracht wird und dadurch das Schnecken­profil durch einen eigentlichen Schneidprozess mit relativ geringen Kräften erzeugt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die sehr hohe Genauigkeit, die von der Profilierrolle gefordert werden muss, kaum erreicht werden kann. Das Belegen des Rollengrundkörpers mit Hartstoffkörnern kann nicht in der nötigen Qualität erfolgen.

[0005] Es sind auch einfache, kegelige Profilierscheiben bekannt, die mit Hartstoffkörnern beschichtet sind. Mit diesen Profi­lierscheiben können allerdings nur die Flankenpartien der Schleifschnecken profiliert werden. Diese Profilierscheiben können geläppt werden und erreichen daher eine hohe Genauig­keit. Solche Profilierscheiben werden meistens paarweise eingesetzt und zwar jeweils für die linke und die rechte Flanke des Profils eine Scheibe. Der Nachteil dieser heute überwiegend eingesetzten Profilierscheiben ist der, dass Kopf- und/oder Fussradien am Schleifschneckenprofil nicht in einem Arbeitsgang mitprofiliert werden können und sich dadurch die Automatisierung des Profilierprozesses verkom­pliziert.

[0006] Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, diesen Nachteil zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbei­spiel,

Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung eines Details,

Fig. 3 eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, und

Fig. 4 ein Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbei­spiel.

[0008] Das Werkzeug gemäss Fig. 1 dient zum Profilieren einer zy­lindrischen Schleifschnecke 1 zum Schleifen von Stirnzahn­rädern im kontinuierlichen Wälzverfahren. Die Schleifschnecke 1 hat eine wendelförmige Nut 2 mit einer ersten Flanke 3 zum Schleifen der einen Zahnflanke, einer zweiten Flanke 4 zum Schleifen der andern Zahnflanke sowie einen Fussabschnitt 5 und einen Kopfabschnitt 6. Der Fussabschnitt 5 besteht aus je einem an die Flanken 3, 4 über eine konvexe Kante 7 an­schliessenden, radial gerichteten Teilabschnitt 8, 9 und einem annähernd zylindrischen Teilabschnitt 10. Der an­nähernd zylindrische Kopfabschnitt 6 geht beidseitig über je eine Rundung und eine konvexe Kante 11 in die Flanken 3, 4 über (Fig. 2). Beim Schleifen des zugehörigen Zahnrades ist der Fussabschnitt 5 nicht im Eingriff mit dem Zahnrad.

[0009] Das Profilierwerkzeug besteht bei der Ausführungsform nach Fig. 1 aus zwei rotationssymmetrischen Scheiben 15, 16, die je auf einer separaten, motorisch angetriebenen Spindel 17, 18 aufgespannt sind. Die Spindel 18 ist auf einem Kreuz­ schlitten 19 gelagert und damit axial und radial gegenüber der Spindel 17 einstellbar. Das nicht dargestellte Lager der Spindel 17 und der Kreuzschlitten 19 sind auf einem nicht dargestellten Profilierschlitten montiert, der sich zur Er­zeugung der wendelförmigen Nut 2 abhängig von der Drehbewe­gung der Schleifschnecke 1 achsparallel zu dieser hin und her bewegt.

[0010] Die Scheibe 15 dient zum Profilieren der Flanken 3, 4 und hat dazu je eine angepasste Fläche 21, 22. Die Flächen 21, 22 sind im Axialschnitt länger als die Flanken 3, 4 und ragen beim Eingriff mit der Schleifschnecke 1 je über die Kanten 7, 11 hinaus. Die Flächen 21, 22 sind mit Hartstoff­körnern belegt, z.B. mit Körnern aus Diamant oder kubischem Bornitrid. Weil sie im Axialschnitt keine scharfen Krümmun­gen aufweisen, können sie geläppt werden, da die Läppscheiben seitlich auslaufen können, so dass die Flanken 3, 4 der Schleifschnecke 1 mit sehr hoher Genauigkeit profiliert wer­den können.

[0011] Die zweite Scheibe 16 hat eine mit Hartstoffkörnern belegte Partie 25 zum Profilieren des Fussabschnittes 5. Die Partie 25 besteht aus zwei ebenen Teilstücken 26, 27 und einem zy­lindrischen Teilstück 28. Das zylindrische Teilstück 28 al­lein würde genügen; doch ist es vorteilhaft, zwecks besse­rer Kantenhaltigkeit die Seiten 26, 27 auch zu belegen. Beid­ seits der Partie 25 hat die Scheibe 16 je eine annähernd zy­lindrische, mit Hartstoffkörnern belegte Partie 31, 32 zum Profilieren je etwa der Hälfte des Kopfabschnittes 6. Jede Partie 31, 32 geht über eine Abrundung 33 in ein konisches Teilstück 34 über, das einen etwas geringeren Oeffnungswinkel als die Flanken 3, 4 benachbart der Kante 11 hat (Fig. 2). Da an die Fuss- und Kopfabschnitte 5, 6 der Schleifschnecke 1 keine hohen Genauigkeitsanforderungen gestellt werden, brauchen die Partien 25, 31, 32 nicht geläppt zu werden.

[0012] Im Betrieb wird mit dem Kreuzschlitten 19 die zweite Scheibe 16 gegenüber der ersten Scheibe 15 so ausgerichtet, dass im gleichen Durchgang sowohl die Flanken 3, 4, als auch die Fuss- und Kopfabschnitte 5, 6 gleichzeitig profiliert werden. Da­durch kann das Profilieren der Schleifschnecke 1 einfach auto­matisiert werden.

[0013] Die Scheibe 15 kann, wie in Fig. 1 durch strichlierte Linien angedeutet ist, auch aus zwei Teilscheiben und einem Distanz­halter zusammengesetzt sein. Durch Auswechseln des Distanz­halters kann dann die Scheibe andern Breiten der Nut 2 ange­passt werden. Eine analoge Lösung ist in Fig. 3 auch für die zweite Scheibe 16′ dargestellt, die hier aus drei Teilschei­ben 38, 39, 40 und zwei Distanzscheiben 41 zusammengesetzt ist. Die mittlere Teilscheibe 40 kann, wie strichliert ange­ deutet ist, durch eine leicht geneigt zur Radialrichtung ver­laufende Trennebene 42 unterteilt sein. Damit ist auch die Dicke dieser Teilscheibe 40 durch Beilagen 43 einstellbar. Wegen der geneigten Trennebene 42 überlappen sich die das Teilstück 28 bildenden Umfangsabschnitte beim Drehen der Scheibe 16′.

[0014] In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dar­gestellt. Hier sind die beiden Scheiben 46, 47 identisch auf­gebaut und haben je eine hartkornbeschichtete Fläche 48, 49 zum Profilieren der Flanken 3, 4. An die Fläche 48 zum Pro­filieren der rechten Flanke 4 schliesst am Aussenumfang eine hartkornbeschichtete Partie 50 zum Profilieren der linken Hälfte des Fussabschnittes 5, d.h. des Teilabschnittes 8 und der daran angrenzenden Hälfte des Teilabschnittes 10 an. Die zweite Scheibe 47 hat eine entsprechende Partie 51 zum Profi­lieren der andern Hälfte des Fussabschnittes 5. An den von den Flächen 48, 49 abgewandten Seiten haben die Scheiben 46, 47 je eine Partie 52, 53 zur Bearbeitung je der Hälfte der Kopfabschnitte 6. Die beiden Scheiben 46, 47 können auf einer gemeinsamen, angetriebenen Spindel oder, falls eine indivi­duelle geringe Einstellmöglichkeit der beiden Scheiben gegen­einander gewünscht wird, je auf einer separaten, einzel ange­triebenen Spindel festgespannt werden. In der Scheibe 46 ist strichliert angedeutet, dass auch diese Scheibe aus mehreren Teilscheiben und Distanzscheiben aufgebaut werden kann.

Ansprüche

1. Scheibenförmiges, rotierendes Werkzeug zum Profi­lieren von zylindrischen Schleifschnecken (1), die zum Schlei­fen von Verzahnungen an Zahnrädern nach dem kontinuierlichen Wälzverfahren ausgebildet sind und eine erste Schleifschnecken­flanke (3) zur Bearbeitung der einen Zahnflanke, eine zweite, der ersten gegenüberliegende Schleifschneckenflanke (4) zur Bearbeitung der gegenüberliegenden Zahnflanke, sowie einen Fussabschnitt (5) und einen Kopfabschnitt (6) haben, dadurch ge­kennzeichnet, dass das Profilierwerkzeug zwei Scheiben (15,16; 46,47) umfasst, von denen die eine Scheibe (15,47) eine erste Fläche (21,49) zum Profilieren der ersten Schleifschnecken­flanke (3) aufweist, und dass die Partien (25,31;50,52) zum Profilieren der unmittelbar an die erste Schleifschnecken­flanke (3) anschliessenden Fuss- und Kopfabschnitte (6,8) der Schleifschnecke (1) auf der andern Scheibe (16,46) ange­ordnet sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächen (21,22) zum Profilieren der beiden Schleif­schneckenflanken (3,4) an derselben Scheibe (15) und die Partien (25,31,32) zum Profilieren der Fuss- und Kopfab­schnitte (5,6) auf der zweiten Scheibe (16) angeordnet sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Scheibe (16) aus mehreren Scheibenteilen (38,­39,40) besteht, welche durch auswechselbare Distanzscheiben (41) voneinander beabstandet sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, dass die zweite Scheibe (16) zwei getrennte Partien (31,32) zum Profilieren der Kopfabschnitte (6) aufweist, wo­bei jede dieser Partien (31,32) je eine Abrundung (33) zum Bearbeiten der an die erste bzw. die zweite Schleifschnecken­flanke (3,4) unmittelbar anschliessenden Teile der Kopfab­schnitte (6) aufweist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächen (48,49) zum Profilieren der beiden Schleifschneckenflanken (3,4) je auf einer der beiden Schei­ben (46,47) angeordnet sind.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Scheibe (46,47) an die Fläche (48,49) zum Pro­filieren der einen Schleifschneckenflanke (3,4) aussen Partien (50,51) zum Profilieren der an die andere Schleifschnecken­flanke (4,3) anschliessenden Fussabschnitte (5) anschliessen, und dass die Partien (52,53) zum Profilieren der an die an­dere Schleifschneckenflanke (4,3) anschliessenden Kopfab­schnitte (6) auf der von der ersten Fläche (48,49) abge­wandten Seite der Scheibe (46,47) angeordnet sind.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­durch gekennzeichnet, dass die Flächen (21,22;48,49) zum Profilieren der Schleifschneckenflanken (3,4) geläppt sind.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­durch gekennzeichnet, dass die Flächen (21,22;48,49) zum Pro­filieren der Schleifschneckenflanken (3,4) und die Partien (25,31,32;50-53) zum Profilieren der Fuss- und Kopfabschnitte (5,6) mit Hartstoffkörnern, insbesondere mit Körnern aus Diamant oder kubischem Bornitrid, beschichtet sind.

Zeichnung