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Dokumentenidentifikation DE4020928A1 17.01.1991
Titel Abrichteinrichtung mit numerisch gesteuerten Achsen
Anmelder VEB Werkzeugmaschinenkombinat "7. Oktober" Berlin, O-1120 Berlin, DE
Erfinder Rühle, Jürgen, Dipl.-Ing., O-1055 Berlin, DE;
Jehmann, Andreas, Dipl.-Ing., O-1156 Berlin, DE;
Bernau, Uwe, Dipl.-Ing., O-1034 Berlin, DE;
Schlicht, Peter, O-1140 Berlin, DE;
Rasche, Andreas, Dipl.-Ing., O-1120 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 30.06.1990
DE-Aktenzeichen 4020928
Offenlegungstag 17.01.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.01.1991
IPC-Hauptklasse B24B 53/085
Zusammenfassung Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abrichteinrichtung mit minimalem Bauraum und hoher Genauigkeit zu schaffen.
In Führungen eines Hubschlittens 2 sind zwei Abrichteinheiten zu einer doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 angeordnet. Jede Abrichteinheit besitzt einen zur y-Richtung verfahrbaren Hauptschlitten 4 und einen Radialschlitten 5 sowie diesen zugeordnete Antriebs- und Meßeinheiten 6; 7. Die zur y-Achse gerichtete Bewegung des Radialschlittens 5 wird durch die Koppel 10 in eine zur x-Achse gerichtete Bewegung für die Diamanthalterung 19 umgelenkt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Abrichteinrichtung mit numerisch gesteuerten, radial und axial zu einer doppelkegelförmigen Schleifscheibe angeordneten Achsen, wobei die Abrichteinrichtung und die doppelkegelförmige Schleifscheibe an einem Hubschlitten angeordnet sind und zum Profilieren der beiden kegelförmigen Flanken der Schleifscheibe je ein Abrichtwerkzeug vorgesehen ist.

Vom Normalprofil abweichende Flankenformen an Zahnrädern bedingen an einer doppelkegelförmigen Schleifscheibe eine bestimmte Profilgebung, die in den einzelnen Abschnitten der kegelförmigen Flanken und am Übergang von diesen zur Stirnseite der Schleifscheibe aufzubringen ist. Durch das Profilieren/Abrichten ergeben sich für einen Abrichtstößel an den Flanken längere Verfahrwege an der Stirnseite.

Um hohe Genauigkeiten bei der Positionierung der Abrichteinrichtung zur Schleifscheibe und beim Abrichtvorgang zu gewährleisten, wird die Abrichteinrichtung überwiegend über der Schleifscheibe am Hubschlitten angeordnet.

Hinsichtlich einer geringen Gesamtmasse des Hubschlittens zur Erzielung einer hohen Doppelhubzahl und um die daraus resultierenden Beschleunigungskräfte gering zu halten, ist es erforderlich, die Abrichteinrichtung mit einer relativ geringen Masse zu konzipieren. Außerdem ist es aus genannten Gründen notwendig, die Abrichteinrichtung in ihrer Bauweise entlang der Hubbewegung zu gestalten und axial zur Schleifspindelachse einzugrenzen. Die mittels Schablonen gesteuerte mechanische Abrichteinrichtung nach DD 1 50 172 und die numerisch gesteuerte Abrichteinrichtung nach DE 33 20 915 stellen Lösungen dar, die die Abrichteinrichtung am Hubschlitten befestigen. Das Stirnabrichten erfolgt bei beiden Lösungen mechanisch und unabhängig von den kegelförmigen Flanken. Die Einrichtungen gestatten auch kein Profilieren bestimmter Konturen am Übergang von den kegelförmigen Flanken zur Stirnseite der Schleifscheibe. Die numerisch gesteuerten Abrichteinrichtungen nach DE 32 23 638 und DD 2 19 142 verwenden eine Kreuzschlittenanordnung, bei der zwei senkrecht zueinander angeordnete numerisch gesteuerte Achsen ein rechtwinkliges Koordinatensystem bilden. Ungünstig ist hierbei, daß die Achse mit dem längeren Verfahrweg, die auch das Abrichtwerkzeug aufnimmt, auf der Achse mit dem kleineren Verfahrweg sitzt. Die dadurch bedingte nachteilige Massenkraftverteilung und die Gestaltung der das Abrichtwerkzeug tragenden Achse als Abrichtarm bzw. Abrichtstößel, die bei den langen Verfahrwegen zu langen Hebelarmen führt, beeinträchtigen die Genauigkeit. Die große Ausdehnung der axial zur Schleifscheibe angeordneten Achsen führt durch die Hubbewegung zu hohen Belastungen, die eine Beeinträchtigung der Genauigkeit und eine massenintensive Bauweise nach sich zieht.

Ziel der Erfindung ist es, bei numerisch gesteuerten Abrichteinrichtungen die Genauigkeit und die Anschlußbedingungen am Hubschlitten zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine numerisch gesteuerte Abrichteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen minimalen, axial auf die Schleifscheibe bezogenen Bauraum, eine minimale Masse und eine hohe Genauigkeit besitzt und daß die aus der Hubbewegung resultierenden Beschleunigungskräfte keinen qualitätsmindernden Einfluß auf die Funktionsweise ausüben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine flankenbezogene Abrichteinheit einen Hauptschlitten aufweist, der in einer mit dem Hubschlitten verbundenen Schlittenführung geführt und in dem ein Radialschlitten angeordnet ist, eine Antriebs- und Meßeinheit für den Hauptschlitten und eine Antriebs- und Meßeinheit für den Radialschlitten räumlich und steuerungsmäßig verbunden sind und daß Hauptschlitten und Radialschlitten achsparallel zueinander und rechtwinklig zur x-Achse der doppelkegelförmigen Schleifscheibe angeordnet sind,

  • - daß achsparallel zur x-Achse der doppelkegelförmigen Schleifscheibe und rechtwinklig zur Bewegungsachse des Hauptschlittens an diesem eine Stößelführung für einen Abrichtstößel angeordnet ist und daß der Abrichtstößel durch eine Koppeleinheit mit dem Radialschlitten verbunden ist und eine Diamanthalterung aufnimmt,
  • - daß über einen im Hubschlitten angeordneten steuerbaren Klemmkolben eine kraftschlüssige und lösbare Verbindung zwischen dem Hauptschlitten und dem Hubschlitten besteht.


Die Koppeleinheit besteht aus einem am Radialschlitten befestigten und als Kulisse ausgebildeten Zwischenstück, einem im Drehpunkt des Hauptschlittens gelagertem Hebel und einem am Abrichtstößel befestigten und ebenfalls als Kulisse ausgebildeten Zwischenstück, wobei die Enden des Hebels in den Zwischenstücken geführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Koppeleinheit ist darin zu sehen, daß die Koppeleinheit aus einer am Radialschlitten befestigten Schablone und einer über ein Zwischenstück mit dem Abrichtstößel verbundenen Rolle besteht, wobei die Rolle über eine Feder an der Schablone anliegt.

In einer bevorzugten Ausführung besteht die Abrichteinrichtung aus zwei angeordneten Abrichteinheiten, die jeweils einer Flanke der doppelkegelförmigen Schleifscheibe zugeordnet sind.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Zuordnung der Abrichteinrichtung zur doppelkegelförmigen Schleifscheibe mit Antrieb des Abrichtstößels durch einen Hebel

Fig. 2 Anordnung der Antriebe und der Schlitten in der Seitenansicht (Schnitt A-A)

Fig. 3 Antrieb des Abrichtstößels durch eine Schablone

Fig. 4 Draufsicht der Schlittenführungen mit Klemmeinrichtung (Schnitt B-B)

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht die Abrichteinrichtung aus zwei spiegelbildlich zur radialen Achse (y- Achse) der doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 angeordnete Abrichteinheiten, die den gleichen Aufbau besitzen. Der Hubschlitten 2 ordnet der doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 diese Abrichteinheiten fest zu.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Schlittenführung 3 am Hubschlitten 2 befestigt. Der Hauptschlitten 4 ist in der Schlittenführung 3 geführt. Parallel dazu ist ein Radialschlitten 5 angeordnet, der im Hauptschlitten 4 geführt ist. Die Antriebs- und Meßeinheiten 6 und 7 sind auf dem Hauptschlitten 4 angeordnet und bestehen jeweils aus einer Spindel mit einem Servomotor und einem Drehwinkelmeßgerät. Die Spindelmutter der Antriebs- und Meßeinheit 6 ist in der Schlittenführung 3 angeordnet, während die Spindelmutter für die Antriebs- und Meßeinheit 7 in dem Radialschlitten 5 angeordnet ist. Am unteren Ende des Hauptschlittens 4 ist die Stößelführung 8 für den Abrichtstößel 9 angeordnet, an dem die Diamanthalterung 19 befestigt ist.

Die Stößelführung 8 ist rechtwinklig zur Führungsebene des Hauptschlittens 4 und des Radialschlittens 5 und axial zur doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 angeordnet.

Die Stößelführung 8 für den Abrichtstößel 9 ist nach Fig. 2 als Rundführung ausgebildet, der eine Führungsebene E angearbeitet ist. An der entstandenen Fläche liegt das befestigte Zwischenstück 13 bzw. 18 in Achsrichtung verschiebbar an. Eine Koppeleinheit 10 verbindet bewegungsübertragend den Radialschlitten 5 mit Abrichtstößel 9 und der angeordneten Diamanthalterung 19.

Nach Fig. 1 und 2 besteht die Koppeleinheit 10 aus einem Hebel 17, der im Drehpunkt 20 des Hauptschlittens 4 gelagert ist, und den als Kulisse ausgebildeten Zwischenstücken 16 und 18, die mit dem Radialschlitten 5 bzw. mit dem Abrichtstößel 9 fest verbunden sind. Die Enden des Hebels 17 sind in den Zwischenstücken 16 bzw. 18 dreh- und verschiebbar gelagert. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht die Koppeleinheit 10 aus einer am Radialschlitten 5 befestigten Schablone 12, gegen die die Rolle 14 ständig durch die Feder 15 gedrückt wird. Die Rolle 14 ist über das Zwischenstück 13 an der Führungsebene E des Abrichtstößels 9 befestigt.

Der Hauptschlitten 4 wird durch einen Klemmkolben 11 am Hubschlitten 2 geklemmt (Fig. 4).

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt:

Das Abrichten erfolgt bei stillstehendem Hubschlitten 2. Vor dem Abrichten wird der Klemmkolben 11 gelöst und der Hauptschlitten 4 wird für seine Bewegung freigegeben. Zum Verfahren in radialer Richtung zur doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 (y-Achse) wird die Antriebs- und Meßeinheit 6 mittels einer Steuereinrichtung eingeschaltet und der Hauptschlitten 4 beginnt sich in der Schlittenführung 3 zu verschieben. Da die Schlittenführung 3 fest mit dem Hubschlitten 2 verbunden ist, verfährt der Hauptschlitten 4 mit der Gesamtheit seiner Bauteile wie Antriebs- und Meßeinheit 6 und 7, Radialschlitten 5, Stößelführung 8, Abdichtstößel 9 und Koppeleinheit 10 radial zur doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1. Entsprechend den Steuerungsvorgaben zum Profilieren der doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 erfolgt die Einleitung der axialen Bewegung der Diamanthalterung 19 über die Antriebs- und Meßeinheit 7. Der Radialschlitten 5 verfährt hierbei parallel zum Hauptschlitten 4.

Die Koppeleinheit 10 überträgt diese Bewegung entsprechend einem bestimmten Übersetzungsverhältnis auf den parallel zur x-Achse geführten Abrichtstößel 9, der in axialer Richtung zur doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 in seiner Stößelführung 8 verschoben wird. Dies geschieht entweder durch die Schwenkbewegung des Hebels 17 um den Drehpunkt 20 und in den Zwischenstücken 16 und 18 oder durch die Schablone 12, die über die Rolle 14 den Abrichtstößel 9 zur doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 zustellt bzw. durch die Feder 15, die den Abrichtstößel 9 von der doppelkegelförmigen Schleifscheibe 1 zurückzieht.

Der im Zwischenstück 16 geführte Hebel 17 erfährt hierbei eine zur x-Achse gerichtete Bewegung, während der im Zwischenstück 18 geführte Hebel 17 eine zur y-Achse gerichtete Bewegung erfährt.

Die Führungsebene E der Stößelführung 8 stellt als Anlagefläche für das Zwischenstück 13 bzw. 18 die Verdrehsicherung des Abrichtstößels 9 dar. Die vom Abrichtstößel 9 aufgenommene Diamanthalterung 19 kann zu Einrichtzwecken manuell verstellt werden.

Nach dem Abrichten ist der Hauptschlitten 4 über den Klemmkolben 11 am Hubschlitten 2 zu klemmen.

Mit jeder Abrichteinheit kann in einem ununterbrochenen Vorgang eine Kegelfläche, der Übergang zur Stirnfläche und die Stirnfläche profiliert werden.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet gegenüber dem vorhandenen Stand der Technik den Vorteil, daß durch die kompakte Anordnung der Führungen und der Bewegungsachsen eine günstige Masseverteilung sowie kurze und verformungssteife Hebelarme entstehen, die zu einer erhöhten Genauigkeit führen. Durch die Konzentration der Bauteile auf dem Hauptschlitten ist durch die erfindungsgemäß vorgesehene Klemmung eine feste Verbindung des Großteiles der Abrichteinheit mit dem Hubschlitten gegeben, so daß die Beschleunigungskräfte nicht auf Führungselemente der Abrichteinheit wirken können. Außerdem verringert die geringe Masse und die räumliche Ausbildung der Abrichteinheit entlang der Bewegungsachse des Hubschlittens den Einfluß der Beschleunigungskräfte auf die Abrichteinheit.

Der geringe axiale Bauraum gestattet die Zuordnung jeweils einer Abrichteinheit zu einer der beiden Flanken der Schleifscheibe, wodurch ein zeitgleiches Abrichten der beiden Flanken und damit eine Erhöhung der Effektivität ermöglicht wird.

Bezugszeichenliste

1 doppelkegelförmige Schleifscheibe

2 Hubschlitten

3 Schlittenführung

4 Hauptschlitten

5 Radialschlitten

6 Antriebs- und Meßeinheit (für Schlitten 4)

7 Antriebs- und Meßeinheit (für Schlitten 5)

8 Stößelführung

9 Abrichtstößel

10 Koppeleinheit

11 Klemmkolben

12 Schablone

13 Zwischenstück (zwischen Abrichtstößel 9 und Rolle 14)

14 Rolle

15 Feder

16 Zwischenstück (Kulisse am Schlitten 5)

17 Hebel

18 Zwischenstück (Kulisse am Abrichtstößel 9)

19 Diamanthalterung

20 Drehpunkt

E Führungsebene für den Abrichtstößel

x Achse der Schleifscheibe

y Achse der Schleifscheibe


Anspruch[de]
  1. 1. Abrichteinrichtung mit numerisch gesteuerten, radial und axial zu einer doppelkegelförmigen Schleifscheibe angeordneten Achsen, wobei die Abrichteinrichtung und die doppelkegelförmige Schleifscheibe an einem Hubschlitten angeordnet sind und zum Profilieren der beiden kegelförmigen Flanken der Schleifscheibe je ein Abrichtwerkzeug vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch,
    1. - daß eine flankenbezogene Abrichteinheit einen Hauptschlitten (4) aufweist, der in einer mit dem Hubschlitten (2) verbundenen Schlittenführung (3) geführt und in dem ein Radialschlitten (5) angeordnet ist, eine Antriebs- und Meßeinheit (6) für den Hauptschlitten (4) und eine Antriebs- und Meßeinheit (7) für den Radialschlitten (5) räumlich und steuerungsmäßig verbunden sind und daß Hauptschlitten (4) und Radialschlitten (5) achsparallel zueinander und rechtwinklig zur x-Achse der doppelkegelförmigen Schleifscheibe (1) angeordnet sind,
    2. - daß achsparallel zur x-Achse der doppelkegelförmigen Schleifscheibe (1) und rechtwinklig zur Bewegungsachse des Hauptschlittens (4) an diesem eine Stößelführung (8) für einen Abrichtstößel (9) angeordnet ist und daß der Abrichtstößel (9) durch eine Koppeleinheit (10) mit dem Radialschlitten (5) verbunden ist und eine Diamanthalterung (19) aufnimmt,
    3. - daß über einen im Hubschlitten (2) angeordneten steuerbaren Klemmkolben (11) eine kraftschlüssige und lösbare Verbindung zwischen dem Hauptschlitten (4) und dem Hubschlitten (2) besteht.
  2. 2. Abrichteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Koppeleinheit (10) aus einem am Radialschlitten (5) befestigten und als Kulisse ausgebildeten Zwischenstück (16), einem im Drehpunkt (20) des Hauptschlittens (4) gelagerten Hebel (17) und einem am Abrichtstößel (9) befestigten und ebenfalls als Kulisse ausgebildeten Zwischenstück (18) besteht, wobei die Enden des Hebels (17) in den Zwischenstücken (16) und (18) geführt werden.
  3. 3. Abrichteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Koppeleinheit (10) aus einer am Radialschlitten (5) befestigten Schablone (12) und einer über ein Zwischenstück (13) mit dem Abrichtstößel (9) verbundenen Rolle (14) besteht, wobei die Rolle (14) über eine Feder (15) an der Schablone (12) anliegt.
  4. 4. Abrichteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der rechten und der linken Flanke der doppelkegelförmigen Schleifscheibe (1) jeweils eine Abrichteinheit zugeordnet ist.






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