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Die
Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen außenverzahnter
Werkstücke,
die eine erste Schleifspindel mit einer Drehachse aufweist, die
eine Aufnahme für
eine erste Schleifscheibe hat, und die eine Abrichteinheit aufweist,
an der ein Abrichtwerkzeug zum Abrichten der ersten Schleifscheibe
angeordnet ist.
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Schleifmaschinen
dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Zum Schleifen
wird eine abrichtbare Schleifscheibe eingesetzt, die von der Abrichteinheit
mit dem Abrichtwerkzeug, häufig einer
Diamantscheibe, profiliert wird. Beim Schleifen der Außenverzahnung
eines Werkstücks
wird dann die Schleifscheibe in an sich bekannter Weise durch die
Zahnlücke
geführt,
um das gewünschte
Verzahnungsprofil herzustellen.
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Eine
Schleifmaschine der gattungsgemäßen Art
ist aus der
DE 102
40 509 A1 bekannt. Dieses Dokument zeigt eine Schleifmaschine,
mit der außenverzahnte
Werkstücke
geschliffen werden können. Die
Maschinen hat eine Schleifspindel mit Aufnahme für eine Schleifscheibe. Ferner
ist eine Abrichteinheit vorgesehen, mittels der die Schleifscheibe
abgerichtet werden kann. Die gezeigte Schleifmaschine weist auch
noch als Funktionseinheiten bezeichnete Elemente zum Einsatz diverser
Bearbeitungswerkzeug oder Messwerkzeuge auf.
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Eine
Schleifmaschine der oben genannten Art wird auch in der
DE 196 25 370 C1 offenbart.
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In
manchen Fällen
ist es dabei schwierig, das benötigte
Profil zu schleifen. Es kann sich aufgrund von Störkanten
ergeben, dass nur sehr kleine Schleifscheiben eingesetzt werden
können,
d. h. dass mit Schleifscheiben gearbeitet werden muss, deren Durchmesser
sehr viel kleiner ist als derjenige Durchmesser, der üblicherweise
auf der Maschine eingesetzt wird. Sowohl beim Einsatz großer als
auch kleiner Schleifscheiben muss freilich sichergestellt sein,
dass die Scheiben abgerichtet werden können. Dies wirft bei vorbekannten
Schleifmaschinen der eingangs genannten Art mitunter größere Probleme auf.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine
der gattungsgemäßen Art
vorzuschlagen, die sich für
den Einsatz großer und
kleiner Schleifscheiben eignet, wobei in beiden Fällen Abrichtbarkeit
gewährleistet
sein soll. Ferner soll in beiden Fällen ein effizientes Schleifen
von Außenverzahnungen
sichergestellt werden. Dabei soll das Schleifwerkzeug auch im Falle
sehr kleiner Schleifscheiben problemlos nahe an die zu schleifende
Verzahnung herangefahren werden können. Schließlich soll
sich der apparative Aufbau durch eine preiswert herstellbare Lösung auszeichnen.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe durch die Erfindung wird in Weiterbildung der eingangs
genannten Schleifmaschine dadurch erreicht, dass die Schleifmaschine
einen Adapter mit einer zweiten Schleifspindel zur Aufnahme einer
zweiten Schleifscheibe aufweist, der um eine Schwenkachse einer
Lagereinheit für
den Adapter drehbar gelagert ist, so dass die zweite Schleifscheibe
zwischen einer Schleifposition und einer Abrichtposition um die
Schwenkachse schwenkbar ist.
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Dabei
sind bevorzugt die Drehachse der ersten Schleifspindel und die Schwenkachse
des Adapters konzentrisch, d. h. identisch.
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Damit
auch ein Vermessen der Verzahnung des Werkstücks in der Schleifmaschine
möglich
ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass an dem Adapter ein
Messtaster zum Vermessen der Verzahnung des geschliffenen und auch
(z. B. zwecks Einmitten in die Zahnlücke) des ungeschliffenen Werkstücks angeordnet
ist. Der Messtaster ist dabei bevorzugt so an dem Adapter angeordnet,
dass er in seiner Messstellung ist, wenn der Adapter die zweite Schleifscheibe
in die Abrichtposition geschwenkt hat.
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Die
erste Schleifspindel ist weiterbildungsgemäß samt Adapter und Lagereinheit
zur Einstellung der Schleifscheiben auf den Schrägungswinkel der Verzahnung
des Werkstücks
um eine Achse schwenkbar, die senkrecht auf der Drehachse der ersten
Schleifspindel steht und die durch das Zentrum der zweiten Schleifscheibe
in deren Schleifposition verläuft.
Diese Achse verläuft
dabei vorzugsweise horizontal.
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Für den Antrieb
der zweiten Schleifscheibe ist gemäß einer Fortbildung der Erfindung
eine besonders vorteilhafte Lösung
vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, dass zum einen auf einen
separaten Antrieb der zweiten Schleifscheibe verzichtet und der
Antrieb für
die erste Schleifscheibe genutzt werden kann und dass zum anderen
die zweite Schleifscheibe in besonders einfacher Weise auch bei
sehr kleinen Schleifscheibendurchmessern an das Werkstück herangefahren
werden kann. Hiernach ist zunächst
vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Schleifscheibe über ein
Antriebsmittel von der ersten Schleifspindel angetrieben wird. Das
Antriebsmittel kann ein Treibelement aufweisen, das von einem auf
der Aufnahme für
eine erste Schleifscheibe angeordneten Triebrad angetrieben wird. Das
Treibelement kann dabei ein Riemen und das Triebrad eine Riemenscheibe
sein. Das Antriebsmittel kann weiterhin eine Zwischenwelle aufweisen,
die im Adapter von der zweiten Schleifspindel beabstandet gelagert
ist.
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Die
Achse der Zwischenwelle und die Achse der zweiten Schleifspindel
sind mit Vorteil parallel zueinander angeordnet. Weiterhin können die
zweite Schleifspindel und die Zwischenwelle in von der Schwenkachse
aus gesehen unterschiedlichen Endbereichen des Adapters angeordnet
sein. Die Achse der zweiten Schleifspindel, die Achse der Zwischenwelle
und die Schwenkachse liegen dabei bevorzugt in einer Ebene.
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Die
zweite Schleifspindel und die Zwischenwelle können dabei über ein Treibelement, insbesondere
in Form eines Riemens, drehfest miteinander verbunden sein. Weiterhin
kann das Treibelement dadurch geschützt werden, dass es innerhalb
des Adapaters läuft.
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Das
Abrichtwerkzeug ist vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet, insbesondere
als Diamantscheibe.
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Mit
dem Erfindungsvorschlag wird es möglich, in sehr präziser Weise
mit großen
und mit kleinen Schleifscheiben außenverzahnte Werkstücke zu bearbeiten,
wobei Probleme mit Störkanten
vermeidbar sind. Gegebenenfalls wird eine entsprechend kleine Schleifscheibe
gewählt,
die durch das vorgeschlagene Konzept problemlos eingesetzt und auch abgerichtet
werden kann.
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Die
Maschine ist durch den vorgesehenen Adapter samt Lagereinheit modular
und damit einfach aufgebaut, so dass die vorrichtungstechnische bzw.
fertigungstechnische Umsetzung einfach und kostengünstig möglich ist.
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Weiterhin
kann auch in problemloser Weise die Messfunktion der Verzahnung
auf der Maschine integriert werden, wie es häufig gefordert wird bzw. notwendig
ist.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 die
Vorderansicht einer Schleifmaschine (gewisse Maschinenkomponenten
sind nicht dargestellt, weil sie für die vorliegende Erfindung
nicht relevant sind), wobei sich die Maschine in der Position befindet,
in der die eingesetzte Schleifscheibe abgerichtet wird,
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2 den
Schnitt C-D gemäß 1,
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3 die
zu 1 zugehörige
Draufsicht,
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4 eine
perspektivische Darstellung der Schleifmaschine in der Abrichtposition
der Schleifscheibe,
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5 die
Vorderansicht der Schleifmaschine gemäß 1, wobei
sich die Maschine hier in der Position befindet, in der mit der
Schleifscheibe geschliffen wird,
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6 den
Schnitt E-F gemäß 5,
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7 die
zu 5 zugehörige
Draufsicht und
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8 eine
perspektivische Darstellung der Schleifmaschine in der Schleifposition
der Schleifscheibe.
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In
den 1 bis 4 ist eine Schleifmaschine 1 in
verschiedenen Ansichten zu sehen, mit der die Verzahnung eines außenverzahnten
Werkstücks 2 (nicht
in allen Figuren dargestellt) geschliffen wird. Für den Regelfall
weist die Schleifmaschine 1 eine erste Schleifspindel 3 auf,
die eine Drehachse 4 und eine Aufnahme 5 für eine – nicht
dargestellte – erste
Schleifscheibe hat. Auf der ersten Schleifspindel 3 wird
dabei, was wie gesagt nicht dargestellt ist, eine übliche abrichtbare
Schleifscheibe montiert, mit der dann gearbeitet werden kann, wenn
sich keine besonderen Probleme bezüglich Störkanten ergeben. Das Abrichten
der Schleifscheibe erfolgt dabei mittels einer an sich bekannten
Abrichteinheit 6, die ein Abrichtwerkzeug 7, hier
in Form einer Diamantscheibe, aufweist.
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Bei
der Werkstückkontur,
wie sie aus 2 für das hier im Radialschnitt
dargestellte Werkstück 2 hervorgeht,
kommt es jedoch zu Störkantenproblemen.
Die Verzahnung 17 liegt hier so nahe an einem zentralen
Wellenteil 18, dass eine Schleifscheibe üblicher
Größe nicht
verwendet werden kann. Es muss vielmehr, um die Störkantenprobleme
zu verhindern, mit einer Schleifscheibe kleineren Durchmessers gearbeitet
werden, nämlich
mit einer zweiten Schleifscheibe 10.
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Diese
ist nicht auf der Schleifscheibenaufnahme 5 der ersten
Schleifspindel 3 angeordnet, sondern an einem Adapter 8,
der schwenkbar um eine Schwenkachse 11 einer Lagereinheit 12 angeordnet
ist, die den Adapter 8 trägt. Hierzu weist der Adapter 8 eine
zweite Schleifspindel 9 für die zweite Schleifscheibe 10 auf.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist die bevorzugte Ausgestaltung dargestellt, wonach die Drehachse 4 der
ersten Schleifspindel 3 und die Schwenkachse 11 für den Adapter 8 konzentrisch
bzw. identisch sind.
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Durch
nicht dargestellte Antriebsmittel (Elektromotor und Getriebe) kann
der Adapter 8 zwischen einer Abrichtposition B, die in 4 zu
sehen ist, und einer Schleifposition A, die sich aus 8 ergibt,
hin und her geschwenkt werden. Während
in der Abrichtposition B die zweite Schleifscheibe 10 also mit
der Diamantscheibe 7 abgerichtet werden kann, erfolgt das
Schleifen der Verzahnung 17 des Werkstücks 2 in bekannter
Weise in der Schleifposition A des Adapters 8.
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Zum
Vermessen der geschliffenen oder auch der noch nicht geschliffenen
Verzahnung 17 des Werkstücks 2 ist ein Messtaster 13 vorgesehen.
Dieser ist so an dem Adapter 8 angeordnet, dass er in der
Schleifposition A in einer passiven Stellung ist. Ist jedoch der
Adapter 8 in die Abrichtstellung B geschwenkt, befindet
sich der Messtaster 13 in seiner aktiven Stellung, in der
die Verzahnung 17 vermessen werden kann. Dies erfolgt in
an sich bekannter Weise.
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Im
Falle dessen, dass es sich bei der zu schleifenden Verzahnung 17 um
eine Schrägverzahnung
handelt, muss die Schleifscheibe 10 auf den Schrägungswinkel βeingestellt
werden. Die Schleifmaschine 1 hat hierfür eine Achse 14, um
die die gesamte Einheit bestehend aus erster Schleifspindel 3, Lagereinheit 12 und
Adapter 8 geschwenkt werden kann. Vorliegend weist die
Achse 14 in horizontale Richtung H, und sie steht senkrecht
auf der Drehachse 4 der ersten Schleifspindel 3 und
der Schwenkachse 11 des Adapters 8. Dabei verläuft die
Achse 14 durch das Zentrum 15 der zweiten Schleifscheibe 10, worunter
der Schnitt der Mittenebene der Schleifscheibe 10 mit ihrer
Drehachse zu verstehen ist.
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Erwähnenswert
ist noch der vorteilhafte Antrieb der zweiten Schleifscheibe 10 durch
die erste Schleifspindel 3:
Zum Antrieb der Schleifscheibe 10 sind
Antriebsmittel 16 vorgesehen, die mehrere Komponenten aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel
ist ein Treibmittel 16' in
Form eines Riemens vorgesehen, der von einem Triebrad 16'' in Form einer Riemenscheibe angetrieben
wird. Die Riemenscheibe 16'' ist dabei – statt
der ersten Schleifscheibe – auf
der Aufnahme 5 der ersten Schleifspindel 3 montiert.
Das Drehmoment wird von der ersten Schleifspindel 3 über die
Riemenscheibe 16'' und den Riemen 16' auf eine Zwischenwelle 16''' übertragen.
Diese ist im Adapter 8 gelagert. Im Inneren des Adapaters 8 verläuft ein
weiterer Riemen (nicht dargestellt), der die Zwischenwelle 16''' mit
der zweiten Schleifspindel 9 drehfest verbindet. Hierdurch
wird das Drehmoment der ersten Schleifspindel 3 auf die
zweite Schleifscheibe 10 übertragen, die fest auf der
zweiten Schleifspindel 9 angeordnet ist, d. h. die Zusatzschleifeinheit
mit Adapter 8 und Lagereinheit 12 wird von der
ersten Schleifspindel 3 aus angetrieben, was einen separaten
Antrieb für
die zweite Schleifscheibe 10 entbehrlich macht.
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Im
Ausführungsbeispiel
liegen die Drehachse der Zwischenwelle 16''', die Schwenkachse 11 und
die Drehachse der zweiten Schleifspindel 9 in einer Ebene.
Dabei liegen die Zwischenwelle 16''' und die zweite
Schleifspindel 9 auf unterschiedlichen Seiten des Adapters 8,
von der Schwenkachse 11 aus betrachtet.
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Mit
der vorgeschlagenen Lösung
kann in einfacher Weise mit einer Schleifscheibe 10 mit
kleinem Durchmesser gearbeitet werden, wobei die zweite Schleifscheibe 10 aufgrund
der Ausgestaltung des Adapters 8 hinreichend nahe an das
Werkstück 2 herangefahren
werden kann, wie es alleine mit der ersten Schleifspindel 3 nicht
möglich
wäre. Damit
kann das Störkantenproblem
gelöst
werden, das sich bei speziellen Schleifaufgaben stellen kann. Die
zweite Schleifscheibe 10 ist genauso wie die (nicht dargestellte)
erste Schleifscheibe abrichtbar. Dabei ist ein Vermessen der Verzahnung 17 in
der Maschine 1 mittels des Messtasters 13 und
seiner speziellen Anordnung am Adapter 8 problemlos möglich. Hierzu wird
der Adapter 8 in die Abrichtposition B geschwenkt.
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Eine
Einstellung des Schrägungswinkels
bei Schrägverzahnungen
ist vorteilhaft möglich,
indem sich die zweite Schleifscheibe 10 im Zentrum der Schwenkachse 14 befindet,
mit der in den Schrägungswinkel β geschwenkt
wird.
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- 1
- Schleifmaschine
- 2
- außenverzahntes
Werkstück
- 3
- erste
Schleifspindel
- 4
- Drehachse
- 5
- Aufnahme
für eine
erste Schleifscheibe
- 6
- Abrichteinheit
- 7
- Abrichtwerkzeug
(Diamantscheibe)
- 8
- Adapter
- 9
- zweite
Schleifspindel
- 10
- zweite
Schleifscheibe
- 11
- Schwenkachse
- 12
- Lagereinheit
- 13
- Messtaster
- 14
- Achse
- 15
- Zentrum
der zweiten Schleifscheibe
- 16
- Antriebsmittel
- 16'
- Treibelement
(Riemen)
- 16''
- Triebrad
(Riemenscheibe)
- 16'''
- Zwischenwelle
- 17
- Verzahnung
- 18
- Wellenteil
- A
- Schleifposition
- B
- Abrichtposition
- β
- Schrägungswinkel
- H
- Horizontale
- V
- Vertikale