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Abhebeeinrichtung für das Schneidrad einer Zahnradstoßmaschine Die
Erfindung bezieht sich auf eine Abhebeeinrichtung für das Schneidrad einer Zahnradstoßmaschine,
bei welcher ein sich hin- und herbewegender Schneidwerkzeugspindelträger verwendet
wird, der ein Schneidrad trägt, das mit einem Werkstück kämmt, um durch das Schneidrad
in dem Werkstück Zähne oder ähnliche Formen herzustellen. Bei diesen Maschinen dreht
sich die das Schneidrad tragende Werkzeugspindel im Einklang mit der dem Werkstück
erteilten Drehung. Bei diesen Maschinen muß das Schneidrad bei der Rückbewegung
vom Werkstück abgehoben werden, damit es nicht am Werkstück reibt. Zu diesem Zweck
ist es bekannt, den das Schneidwerkzeug tragenden Schlitten oder den das Werkstück
tragenden Schlitten so zu entlasten, daß die erforderliche Trennbewegung zwischen
Schneidwerkzeug und Werkstück verwirklicht wird. Weiter sind Abhebevorrichtungen
für das Schneidwerkzeug einer Wälzstoßmaschine bekannt, bei welchen die Abhebebewegung
des Schneidwerkzeuges zwangläufig gesteuert wird.
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Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Abllebeeinrichtung für
das Schneidrad mit einem hin-und herbeweglichen Werkzeugspindelträger wird die Abhebebewegung
des Schneidrades für den Rückhub relativ zum Spindelträger mit Hilfe eines mit der
Werkzeugspindel verbundenen, wechselseitig beaufschlagten Kolbens vorgenommen, dessen
Bewegungen durch hydrauliche Ventile im Takt der Schnittbewegungen des Werkzeugspindelträgers
gesteuert werden.
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Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer
Zahnradstoßmaschine eine Abhebevorrichtung für das Schneidrad zu schaffen, bei welcher
eine vollkommene zwangläufige Abhängigkeit der Abhebebewegung von den Bewegungen
des mit der Werkzeugspindel verbundenen Kolbens erfolgt.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, zu erreichen, daß
bei Freigabe- oder Abhebebewegungen des Schneidwerkzeuges mit zwangläufiger Steuerung
in Abhängigkeit von der Bewegung des mit dem Schneidwerkzeugträger verbundenen Kolbens
das Schneidwerkzeug selbsttätig stets in die richtige Lage zu dem Werkstück gebracht
wird, bevor der nächste Arbeitshub beginnt.
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Demgemäß wirkt bei einer Abhebevorrichtung für das Schneidrad einer
Zahnradstoßmaschine mit einem hin- und herbeweglichen Werkzeugspindelträger, bei
der die Abhebebewegung des Schneidrades für den Rückhub relativ zum Spindelträger
mit Hilfe eines mit der Werkzeugspindel verbundenen und von ihm beaufschlagten Kolbens
erfolgt, dessen Bewegungen durch hydraulische Ventile im Takt der Schnittbewegungen
des Werkzeugspindelträgers gesteuert werden, gemäß der Erfindung zur Steuerung der
Relativbewegungen zwischen dem Schneidrad und dem Spindelträger ein an sich bekanntes,
in sich geschlossenes hydraulisches System auf einen hydraulisch im Takt der Abhebebewegung
betätigten Stößel, der in einer Hülse gleitet, um den Zylinder mit dem Kolben und
dem Schneidrad gegenüber dem Spindelträger seitlich zu schwenken.
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Nach einer praktischen Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinder,
in welchem der Kolben arbeitet, der mit dem Schneidrad verbunden ist, mit einer
Kardanaufhängung versehen, und die eine, als vorstehend genannter Stößel wirkende
Lagerachse des Kardangelenkes wird durch das hydraulische Druckmittel des geschlossenen
Systems periodisch beaufschlagt.
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Nach einer weiteren praktischen Ausführungsform der Erfindung kann
für die bei Zahnradstoßmaschinen an sich bekannte Schraubenführung für den Werkstückspindelträger
eine Hilfsführung vorgesehen sein, die eine mit der Werkzeugspindel verbundene Rolle
und eine mit ihr zusammenarbeitende, am Gehäuse befestigte Führung aufweist, die
zweckmäßig verstellbar angeordnet ist. Diese Führung kann im Gehäuse gelagert sein
und einen Zeiger tragen, der mit einer Skala zusammenarbeitet.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein senkrechter -Schnitt durch die Abhebeeinrichtung gemäß
der Erfindung mit der Werkzeugspindel und den zugeordneten Elementen; Fig.2 ist
ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.1 und 13;
Fig. 3 ist ein Teilschnitt
nach Linie 3-3 der Fig. 13-; Fig.4 ist eine vergrößerte Teilseitenansicht; in der
Richtung der Pfeile 4-4 der Fig. 1 gesehen.
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Fig.5 ist ein vergrößerter Schnitt der hydraulisch gesteuerten Abhebeeinrichtung:
für das S.chneidwerkzeug in einer anderen als der in Fig. 1 gezeigten Stellung;
Fig.6 ist eine Schnittansicht nach Linie 6-6 der Fig. 5; Fig. 7 ist eine v ergrqßerte
Ansicht des unteren Endes der Schneidwerkzeügspiridel,_ wobei das Werkzeug abgehoben
und die Spindel in entlasteter Stellung dargestellt ist, die der in Fig.5 gezeigten
Spindellage entspricht; Fig. $ ist eine vergrößerte Ansicht des Kugelwiderlagers,
das die Bewegung des Werkzeugspindelträgers und der Werkzeugspindel steuert; Fig.
9 ist eine Teilansicht -in Richtung der Pfeile 9-9 der Fig.2 gesehen; Fig. 10 ist
in vergrößertemMaßstab eineAnsichtdes unteren Endes der Werkzeugspindel und des
Spindelträgers, welche die das Schneidwerkzeug konzentrisch haltende Kupplung und
die Einrichtung zum Verriegeln des Werkzeugspindelhalters gegen Drehung in dem Spindelträger
zeigt; Fig. 11 ist ein - Querschnitt nach Linie 11-11 der Fig. 10; Fig. 12 ist ein
Schnitt nach Linie 12-12 in Richtung des Pfeiles in Fig. 10; _-Fig.13 ist ein Längsschnitt,
der die Verbindung ; zwischen dem unteren Ende der Kolbenstange und dem oberen -Ende
der Werkzeugspindel sowie die Hilfsführung zeigt, welche die Drehung der Spindel
steuert, wenn diese sich in der entlasteten Stellung befindet.
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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist an dem Sockel der Maschine gegenüber
der nicht dargestellten Werkstücktragspindel ein zur Aufnahme der Werkzeugspindel
dienendes Gehäuse 1 befestigt, in dem hin- und herbew egbar ein Werkzeugspindelträger
2 angeordnet ist, an welchem zahnstangenartigekreisförmige Zähne 3 ausgebildet sind.
Diese Zahnstangenzähne kämmen mit Zähnen 5; die an einem bei 6' angelenkten, sich
hin-und herbewegenden Arm 6 vorgesehen sind, der in der bei Zahnradstoßmaschinen
üblichen Weise zum Hin-und Herbe-,vegen des Schneidwerkzeugspindelträgers 2 dient.
Dieser Träger 2 hat an seinem Ende eine Werkzeugaufnahme 7. Diese Aufnahme 7 hat
ein mit Gewinde versehenes unteres Ende, an welchem ein Schneidwerkzeug am unteren
Ende lösbar befestigt ist. Diese Aufnahme 7 hat (Fig. 1 und 7) nahe seinem oberen
Ende eine kugelförmige Lagerfläche 8, welche mit der zylindrischen Bohrung 8' in
dem Werkzeugspindelträger 2 im Eingriff steht. An der Aufnahme 7 sind weiterhin
die Zähne 9 eines in Fig. 10 abgebildeten Kupplungsteiles angebracht, die mit an
dem Werkzeugspindelträger 2 ausgebildeten entsprechenden Zähnen 10 kämmen. Wenn
die Zähne 9 und 10 fest im Eingriff stehen, wird das Schneidwerkzeug gegen Drehung
in dem Werkzeugspindelträger 2 festgehalten, und durch den Eingriff der Zähne 9
und 10 wird die Aufnahme 7 mit der- Achse des Werkzeugspindelträgers 2 genau ausgerichtet.
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Der Werkzeugspindelträger 2 weist. an seinem oberen Ende die übliche
Schraubenführung G und ein Schneckenrad W auf, die dazu dienen, dem Werkzeugspindelträger
2 eine schraubenlinienförmige Bewegung zu erteilen, wenn Schraubenräder hergestellt
werden. Wenn stirnverzahnte Räder hergestellt werden, wird eine Führung mit zur
Hubrichtung paralleler Führung benutzt. Die Werkzeugspindel 11 ist indem Werkzeugspindelträger
2 angeordnet und kann in ihm in begrenztem Ausmaß eine Längsbewegung ausführen.
Die Längsbewegung ermöglicht das Ablösen der Kupplungszähne 9 -von den Kupplungszähnen
10 zur Freigabe des Schneidwerkzeüges. An ihrem oberen Ende ist die Werkzeugspindel
11 durch eine mechanische Verbindung mit der Kolbenstange 12 einer hydraulischen
Einrichtung 13 verbunden, die dazu dient, der Werkzeugspindel 11 die gewünschte
Entlastungsbewegung zu erteilen.
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Die mechanische Verbindung zwischen der Spindel 11 und der Kolbenstange
12 kann (Fig. 13) durch eine Gewindeverbindung 14, 15, 15' erfolgen.
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Zusätzlich zu der Schraubenführung G wird eine Hilfsführung verwendet,
da der Spindel 11 relativ zu dem Träger 2 eine Längsbewegung erteilt werden
muß, um das Voneinanderlösen der Kupplungszähne 9 und 10 zu gestatten.
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Während dieser Bewegung muß der Werkzeugspindel 11 die erforderliche
Schraubenlinienbewegung in der gleichen Weise übertragen werden, wie sie der Spindel
11 und dem Träger 2 von der Schraubenführung G erteilt wird, da das Schneidwerkzeug
seine richtige Lage zu den an dem Werkstück herzustellenden Zähnen behalten muß.
Diese Hilfsführung ist in vergrößertem Schnitt in den Fig. 2 und 13 dargestellt.
Sie besteht aus einem Teil 20, welcher gegen Drehbewegung relativ zum Werkzeugspindelträger
2 festgehalten wird.. In diesem festen Teil 20 ist eine verstellbare Führung 21
um einen Schwenkzapfen 22 angeordnet, in der Führung 21 ist eine Bahn 23 vorgesehen,
in der eine--Rolle 24 verschiebbar angeordnet ist, die an der Werkzeugspindel 11
mittels eines Stiftes 24' befestigt ist, der seinerseits in einen Bund C eingebettet
ist, welcher mit der- Schneidwerkzeugspindel (Fig. 2) verkeilt ist.
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An der verstellbaren Führung 21 ist ein feststellbarer Zeiger 25 angeordnet,
der mit einer an dem Teil 20 befestigten Skala 25' zusammenarbeit (Fig. 2 und 9).
Die Skala25' ist mit einer Schraubengradmarkierung versehen, die den Schraubenwinkel
anzeigt, der an dem Schneidwerkzeug erhalten wird, wenn die Führung 21 um ihren
Drehzapfen 22 gedreht wird. Um die Führung 21 drehen zu können, ist in der hydraulischen
-Einrichtung 13 eine Öffnung 27 vorgesehen, die "gewöhnlich durch eine Platte 28
abgedeckt ist. Verriegelungsbolzen 29 werden gelockert, um ein Drehen der Führung
21 von Hand in die gewünschte Stellung zu gestatten, wonach die Bolzen 29 wieder
angezogen werden. Während der Drehung der Führung 21 muß die Mutter N am unteren
Ende der Werkzeugspindel 11 gelockert sein, um die relative Drehbewegung der Spindel
11 in der Spindelaufnahrne 7 zu ermöglichen.
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Die hydraulische Einrichtung 13 (Fig. 1 und 5) besteht aus einem Zylinder
30, in dem die Kolbenstange 12 mit Kolben 31 angeordnet ist. Zwei Ventile 32 und
33 steuern den Druckmitteleinlaß in das obere und das untere Ende des Zylinders
30, und diese Ventile regeln den Druck an den gegegenüberliegenden Seiten des Kolbens
31 in zeitlicher Abstimmung mit der Bewegung der Kolbenstange 12 relativ zu dem
Zylinder 30 und dem Gehäuse 1. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, haben diese Ventile 32,
33 Kolben 34 und 35, welche durch Gegenfedern 36 und 37 aufwärts gedrückt werden;
weiterhin sind in den Ventilen 32, 33 Rückschlagventile 38 und 39 vorgesehen. Der
Zylinder 30 ist so ausgebildet, daß.-er eine begrenzte seitliche Bewegung ausführen
kann; die notwendig ist, um dem Schneidwerkzeug
die Entlastungsbewegung
zu erteilen. An dem Zylinder30 sind Stifte40 und 41 ausgebildet, die in einem schwenkbaren
Teil 42 gelagert sind, denen durch Stößel 43 und 44 eine seitliche Bewegung gegeben
wird (Fig.5). Der Stößel 43 wird durch eine Feder 45 nach links gedrückt, wie in
Fig.5 dargestellt. Der Stößel 44 wird nach rechts (Fig.5) gedrückt, wenn Druckmittel
in einen Zylinder 46 eingelassen wird, welcher auf das einen geringeren Durchmesser
aufweisende Ende 44' des Stößels 44 einwirkt.
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Da die Kolbenstange 12 und die Werkzeugspindel 11 durch die oben beschriebene
mechanische Verbindung starr verbunden sind, muß eine Einrichtung vorgesehen sein,
die eine seitliche Bewegung zwischen der Kolbenstange 12 und der Werkzeugspindel
11 und dem Werkzeugspindelträger 2 gestattet. Diese Bewegung kann durch eine Kupplung
47, 48 geschaffen werden, die jedoch den Drehantrieb zwischen der Werkzeugspindel
11 und dem Werkzeugspindelträger 2 aufrechterhält.
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Ferner ist eine Einrichtung 49, 50, 51 vorgesehen, die den Schneidwerkzeugspindelträger
2 fest in seinem Lager in dem Gehäuse 1 hält, wenn das Schneidwerkzeug an dem Gewindeende
des Werkzeugspindelträgers 2 ersetzt werden soll.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Wenn der Werkzeugspindelträger2
entsprechend der Bewegung des sich hin- und herbewegenden Armes 6 nach unten bewegt
wird, wird die Aufnahme 7 mittels der hydraulischen Einrichtung, in Zusammenarbeit
mit den Kupplungszähnen 9 und 10, die den Werkzeugspindelträger 2 und die Werkzeugspindel
11 gegen relative Drehung sichern, gegenüber dem Träger 2 fest in seiner Lage gehalten.
In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung werden die Zähne an dem Werkstück
während der Abwärtsbewegung der Werkzeugspindel 11 hergestellt, die in Fig.1 die
untere Grenze ihrer Bewegung erreicht hat.
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`Nährend der Abwärtsbewegung hat der Kolben 31 den Druck in dem Zylinder
30 an der unteren Stelle erhöht, und dieser Druck ist über eine Verbindungsleitung
60 und einen Durchgang 61 an die Oberseite des Ventils 34 übermittelt worden. In
der in Fig. 1 dargestellten Lage ist der Druck an der Oberseite des Ventils 34 so
weit angestiegen, daß er genügt, um den Widerstand der Gegenfeder 36 zu überwinden,
und wenn dies eintritt, fließt Öl durch das Ventil 32 in einen Raum 62. Wenn die
Kolbenstange 12 und der Kolben 31 die untere Grenze ihrer Abwärtsbewegung erreichen,
drückt die Gegenfeder 36 das Ventil 34 an sein obere Begrenzung und unterbindet
jeglichen Druckmittelfluß aus dem Zylinder 30 zu dem Raum 62.
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Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 31 hat sich der Druck an der
Oberseite des Kolbens 31 im Zylinder 30 allmählich verringert, und dieser
Druck-abfall bewirkt, daß Öl aus dem Raum 62 durch das Ventil 33 zur
Oberseite des Zylinders fließt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wirkt das Druckmittel,
wenn es in dieser Richtung fließt, gegen das Rückschlagventil 39, um es zu öffnen,
und Druckmittel durch das Ventil 33 um das Ventil 35 herum hindurchgehen kann. Während
des Abwärtshubes der Werkzeugspindel 11 hält die Feder 45 den schwenkbaren
Teil 42, in welchem der Zylinder 30 angeordnet ist, fest nach links, wie in Fig.
1 dargestellt. An dem Stößel 44 ist ein Bund 63 ausgebildet, welcher mit einem mit
Gewinde versehenen Anschlagventil 64 zusammenwirkt, um die Bewegung des schwenkbaren
Teiles 42 und dementsprechend des Zylinders 30 nach links zu begrenzen. Da der Druck
an der oberen Seite des Kolbens 31 infolge der Abwärtsbewegung der Spindel
11 vermindert worden ist, genügt der Druck der Feder 45, um den Bund 63 während
des Schneidvorganges mit dem Anschlag 64 fest im Eingriff zu halten.
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Wenn die Bewegüng'des Spindelträgers 2 durch den sich hin- und herbewegenden
Arm 6 umgekehrt wird, bleibt die Kolbenstange 12 für einen Augenblick unbeweglich
und das Öl unterhalb des Kolbens 31 im Zylinder 30 eingeschlossen. Sie verbleibt
in dieser Lage, bis ein kugelförmiger Teil 70 an dem Spindelträger 2 mit einem kugelförmigen
Sitz 71 an der Werkzeugspindel 11 in Eingriff kommt. Wenn die Teile 70 und 71 sich
miteinander im Eingriff befinden, bewegen sich die Kolbenstange 12 und Werkzeugspindel
11 nach oben, und während dieser Zeit wird an der Oberseite des Kolbens 31 ein Druckanstieg
erzeugt. Wenn der Druck in dem oberen Abschnitt des Zylinders 30 anwächst, fließt
0I in den Zylinder 46 und drückt den schwenkbaren Teil 42 gegen die Kraft der Feder
45 nach rechts (Fig. 5). Ein Anschlag 72, ähnlich dem Anschlag 64, begrenzt die
Bewegung des schwenkbaren Teiles 42. Dieser Anschlag 72 wirkt mit einem neben dem
Stößel 43 angeordneten Widerlager 73 zusammen. Die Anschläge 64 und 72 können gedreht
werden, um das Ausmaß der Bewegung des schwenkbaren Teiles 42 einzustellen.
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Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 31 wird der Druck an der
unteren Seite des Kolbens 30 vermindert, und es fließt Öl aus dem Raum 62 durch
das Ventil 32 in Richtung der in Fig. 5 gezeigten Pfeile. Das Druckmittel fließt
weiter in der angedeuteten Richtung, bis der Kolben 31 die obere Grenze seines Hubes
erreicht.
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Wenn der Spindelträger 2 seine Aufwärtsbewegung beginnt, werden die
Kupplungszähne 9 und 10 voneinander gelöst, da die Werkzeugspindel 11, wie oben
beschrieben, zusammen mit der Kolbenstange 12 aufgehängt geblieben ist. Nach dem
Voneinanderlösen der Kupplungszähne 9 und 10 wird der schwenkbare Teil 42 unter
dem Druckstoß des in den Zylinder 46 eingelassenen Druckmittels bewegt, und die
Kolbenstange 12, die Werkzeugspindel 11 und die Werkzeugaufnahme 7 werden
um das kugelförmige Lager 8 verschwenkt, um den Eingriff des Schneidwerkzeuges mit
dem Werkstück zu entlasten. Das Schneidwerkzeug wird daher während der Aufwärtsbewegung,
wie vorstehend beschrieben, in der entlasteten Stellung gehalten.
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Wenn der Spindelträger2 seine Abwärtsbewegung beginnt, wird die Kolbenstange
12 von dem an der Unterseite des Kolbens 30 befindlichen Öl gehalten, bis die Kupplungszähne
9 und 10 wieder miteinander in Eingriff kommen. Bei der weiteren Abwärtsbewegung
des Spindelträgers 2 verstärkt sich der Druck unterhalb des Kolbens 31 weiter, so
daß die Kupplungszähne 9 und 10 fest in ihrer Lage gehalten werden. Durch die Abwärtsbewegung
des Kolbens 31 wird der Druck an der oberen Seite des Kolbens 31 vermindert, und
die Feder 45 führt den schwenkbaren Teil 42 in seine eingestellte Lage zurück, die
koaxial zum Spindelträger 2 ist.
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Wenn Zahnräder mit verschieden großen Schraubenwinkeln geschnitten
werden, muß die Richtung der Entlastungsbewegung durch Drehen eingestellt werden,
und dies erfolgt dadurch, daß die hydraulische Einrichtung 13 am Gehäuse 1 verstellbar
gemacht wird. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist an dem Gehäuse 13 ein Flansch 80 angebracht,
welcher gegen eine Lagerfläche an diesem Teil anliegt und an ihm in bekannter Weise
durch Bolzen befestigt werden kann. An dem
Flansch 80 befindet
sich eine Skala, welche mit einem Zeiger 82 an dem Gehäuse 13. zusammenwirkt, der
die verschiedenen Winkeleinstellungen anzeigt.