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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Wälzfräsmaschine
zum Entgraten der Stirnseiten von Zahnrädern od. dgl. mit einem einer axialen Bewegung
des Werkstückes und an dieses angelehnt und im wesentlichen ohne Schneidwirkung
folgenden Werkzeug.
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Es ist schon eine Vorrichtung zum Entgraten von Zahnrädern bekannt,
bei der das dem Entgraten dienende Werkzeug dem als Werkstück zu entgratenden Zahnrad
bzw. Zahnrädchen, solange es noch in der Zahnradfräsmaschine eingespannt ist, an
dessen zu bearbeitender Fläche durch die Kraft einer Feder anliegt. Wird dabei die
Kraft dieser das Werkzeug gegen die Arbeitsfläche angedrückt haltenden Feder kräftig
genug gewählt,-um in jedem Fall ein einwandfreies Entgraten zu gewährleisten, so
ist dabei insbesondere bei kleineren Werkstücken mit feiner Zahnung ein zu kräftiges
Entgraten zu befürchten, das dem Werkstück bzw. seiner Verzahnung schaden kann.
Auch kann durch ein starkes Andrücken des Werkzeuges mittels der Feder ein Verdrehen
des dann Ausschuß werdenden Werkstückes verursacht werden.
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Ist aber die Kraft der besagten Feder zum Andrücken des Werkzeuges
an das Werkstück zu klein, so findet nämlich das Abgraten nicht mehr, wie erforderlich,
sauber statt, sobald das Abgratwerkzeug naturgemäß durch Abnutzung etwas stumpfer
geworden ist, so daß es bei den kräftigeren, zu entfernenden Gratstellen entgegen
seinem schwachen Federdruck nachgebend ausweicht oder daß es dann wegen Fehlens
eines ausreichenden Arbeitsdruckes überhaupt nicht mehr zweckdienlich abgraten kann.
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Es ist noch zu berücksichtigen, daß die zu entgratenden Werkstücke,
wenn sie im Bearbeitungsautomat eingespannt sind, nicht immer eine genau gleichbleibende
axiale Stellung haben, weil sich diese Stellung, wie die Praxis ständig zeigt, oft
auch mehr oder weniger ändert, und zwar nicht nur wegen der Toleranz der axialen
Länge der Rohlinge, sondern .auch noch weil sich die Rohlinge in ihrer Einspannung
während der zahnenden Bearbeitung infolge der dabei auf sie einwirkenden Kraft in
axialer Richtung verschieben können. Diesen Änderungen der Axialstellung der Werkstücke
muß die genannte Anhaltefeder mit ihrer sich dabei verändernden Kraft folgen.
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Es ist ferner auch schon bekannt, das Entgratwerkzeug auf eine für
das zu entgratende Werkstück genau passende Stellung einzujustieren. Hierbei wird
diese Werkzeugstellung zwischen zwei Anschlägen gehalten, die federnd leicht nachgeben
können. Hierdurch ergeben sich aber ähnliche Verhältnisse, wie sie oben schon für
ein ;durch eine Feder gegen das -Werkstück angedrückt gehaltenes Werkzeug dargelegt
worden sind, nämlich daß das Entgratwerkzeug, während es arbeiten soll, abfedernd
ausweichen kann. Hinzu kommt noch, daß im letzteren Fall das Entgratwerkzeug nicht
einem axialen Verstellen des Werkstückes selbsttätig folgen kann, so daß ein i neues
Einregulieren der passenden Werkzeugstellung erforderlich wird.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine an einer Werkzeugmaschine
anzubringende Vorrichtung der eingangs erwähnten Art, zum Entgraten von Zahnrädern,
Ritzeln od. dgl. gezahnten Teilen zu schaffen, bei der das Werkzeug zwar einem möglichen
axialen Verstellen des zu bearbeitenden Werkstückes mit im wesentlichen konstant
bleibendem Anlehndruck in beiden Richtungen folgen kann, ein nachgebendes Ausweichen
dieses Werkzeuges aber nicht mehr möglich ist, wenn das Werkzeug arbeitswirksam
zu sein hat. Außerdem soll auch ein weitgehend automatischer Betrieb mit dieser
Vorrichtung möglich sein, insbesondere auch ein selbsttätiger Abschluß des Arbeitsvorganges.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung der
eingangs erwähnten Art vor, welche vor allem durch zwei nacheinander wirksame Elektromagnete
gekennzeichnet ist, deren Anker kraftschlüssig mit dem Werkzeug verbunden sind,
wobei der erste Anker in seinem Magnetfeld nachgiebig verschiebbar ist, der zweite
Anker aber in seinem Magnetfeld feststellbar ist. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht
mit Hilfe des verschiebbaren Ankers des ersten Elektromagnets die Erzeugung der
Anlehnkraft des Werkzeuges an das Werkstück. Durch das Feststellen des zweiten Ankers
wird in vorteilhafter Weise das Werkzeug, sobald es zu arbeiten beginnt, ebenfalls
festgelegt, so daß es dem Werkstück gegenüber nicht mehr ausweichen kann. Auch bei
allmählich stumpfer werdendem Werkzeug wird dadurch unter wesentlicher Verlängerung
seiner Standzeit ein sauberes, einwandfreies Abgraten des Werkstückes ermöglicht.
Weiterhin kann die Verschiebbarkeit des Ankers des ersten Elektromagnets vor allem
bei einer Steigerung der Magnetkraft zum Auswerfen eines Werkstückes verwendet werden,
dessen Einspannung nach Beendigung der Bearbeitung gelöst wurde.
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Zweckmäßig ist es, wenn der verschiebbare, von einem Luftspalt umgebene
Anker des die Anlehnkraft liefernden ersten Magnets mittels eines in seiner Verschieberichtung
weisenden Gestänges über ein Gelenk an einem schwenkbaren Halter für das Werkzeug
angreift. Dadurch erhält man auf einfache Weise die kraftschlüssige Verbindung zwischen
dem verschiebbaren Anker und dem an dem Werkstück angelehnt zu haltenden Werkzeug.
Der schwenkbare Halter ermöglicht dabei gegebenenfalls noch eine Über- oder Untersetzung
der Verschiebebewegung des Ankers gegenüber der Bewegung des Werkzeuges.
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Die Anlehnkraft kann in vorteilhafter Weise mittels des Erregerstromes
des Magnets reguliert werden. Hierzu kann im Speisestromkreis des das Werkzeug an
das Werkstück angelehnt haltenden Elektromagnets -ein -regulierbarer Vorwiderstand
angeordnet sein. Durch Veränderung und Regulierung dieses Vorwiderstandes kann die
Stärke des Erregerstromes des Magnets und damit die Größe der Anlehnkraft eingestellt
werden. Außerdem kann der ,die Anlehnkraft für das Werkzeug liefernde Elektromagnet
mit einem zweiten, für größere Stromstärke vorgesehenen, vorschaltwiderstandsfreien
Einschaltstromkreis, schließbar über einen eigenen Kontakt, ausgestattet sein. Durch
Schließen dieses eigenen Kontaktes des vorschaltwiderstandsfreien Einschaltstromkreises
am Ende des Arbeitsvorganges des Werkzeuges und nach Lösen des feststellbaren zweiten
Magnetankers sowie der Einspannvorrichtung des Werkstückes erhält man in vorteilhafter
Weise eine derartige Bewegung des verschiebbaren Ankers des ersten Magnets, daß
dadurch das fertig bearbeitete Werkstück selbsttätig ausgeworfen werden kann. Vorteilhaft
ist dabei, daß ohne zusätzliche
apparative Mittel, lediglich durch
eine Zusatzschaltung ein Auswerfer für das Werkstück vorhanden ist. Durch diese
Zusatzschaltung erhält der erste Magnet also eine Doppelfunktion.
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Zweckmäßig ist es, wenn der Anker des ersten Magnets mit dem Anker
des Magnets zur Fixierung der Werkzeugstellung starr verbunden ist und wenn der
letztere Anker und die zugehörigen Magnetspulen für eine quer zur Verschieberichtung
des ersten Ankers verlaufende Anziehbewegung vorgesehen sind. Dadurch ist eine Fixierung
der Werkzeugstellung an einem ganz bestimmten Punkt durch diesen zweiten Magnet
möglich, indem die Magnetkraft zwischen dem zweiten Anker und den zugehörigen Magnetspulen
durch Erzeugung einer genügend großen Reibungskraft zwischen diesen Teilen eine
Längsbewegung des finit diesem Anker verbundenen Gestänges sperrt.
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Nachstehend ist die Erfindung im einzelnen an Hand von Zeichnungen
für eine Entgratvorrichtung noch näher erläutert und beschrieben. Es zeigt F i g.
1 in teilweise schematisch wiedergegebener Darstellung eine Entgratvorrichtung,
in Ansicht von oben gesehen, F i g. 2 eine Seitenansicht zu F i g. 1, teilweise
im Schnitt unter Fortlassung eines die Figur sonst überdeckenden Teiles der Entgratvorrichtung,
und F i g. 3 ein Schaltschema der elektrischen Einrichtung, die zur Entgratvorrichtung
gehört.
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Das im Abwälzverfahren zu verzahnende Werkstück 1 sitzt eingespannt
gehalten zwischen zwei Spitzen 2 und 3. Zwischen diese beiden Spitzen wird es automatisch
gebracht, wobei beide Spitzen oder mindestens die Spitze 2 axial verstellbar ist.
Das so fest eingespannte Werkstück 1 wird sich drehend durch den sich drehenden
Fräser 4 wie bekannt bearbeitet. Dieser führt dabei eine um seine Achse 5 den eingezeichneten
Pfeilen 6 entsprechende Drehbewegung aus und bewegt sich außerdem in Richtung des
Pfeiles 7 parallel zur Längsachse des Werkstückes 1 ganz über dessen Länge hin,
wodurch die Zähne 8 ins Werkstück 1 eingeschnitten werden.
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Hierdurch entsteht an der Stirnfläche 9 des Werkstückes ein Grat am
Auslauf des Fräsers. Dieser Grat muß, um das Werkstück brauchbar zu machen, sauber
entfernt werden. Es dient dazu der Entgratstah110, welcher in einem als Hebel ausgebildeten
Halter 11 gefaßt sitzt, der sich um seinen Lagerzapfen 12 schwenken kann, der in
einem Lagerbock 13 gehalten ist, welcher den Halter 11 zwischen seinen gabelförmigen
Armen aufnimmt. Am Gegenende des Halters 11 ist im Zapfen 14 ein Gestänge 15 angelenkt.
Dieses Gestänge ist auf der Gegenseite starr mit dem Kern 16 eines Elektromagnets
17 verbunden, der eine geeignet angebrachte und ausgebildete Halterung 18 hat, die
zugleich für die Längsbewegung des Gestänges 15 die Lagerung und Führung in der
Bohrung 19 bildet. Am rechten Ende des Gestänges 15 ist ein Anker
20 starr befestigt, dem zwei magnetische Erregerspulen 21 und
22 zugeordnet sind, die den Anker 20 bei Erregung der Spulen 21 und 22 kräftig
festhaltend und das Gestänge 15 in seiner Längsbewegungsrichtung dadurch sperrend
anziehen.
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Es kann vorkommen, daß das Werkstück 1 sich durch den Axialschub seitens
des Fräsers in axialer Richtung etwas verstellt. Oft sind auch die Rohlinge des
Werkstücks 1 nicht exakt gleich lang. Trotzdem ist dafür Sorge zu tragen, daß der
Entgratstahl 10 alle Werkstücke gleichmäßig und einwandfrei den vorgeschriebenen
Bedingungen und Maßen entsprechend entgratet. Um dies trotz der Verstellmöglichkeit
des Werkstückes 1 zu gewährleisten, dient die in den Figuren dargestellte und erläuterte
Entgratvorrichtung. Diese arbeitet zufolge der ihr beigegebenen Schaltung nach F
i g. 3 folgendermaßen.
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Das zu verzahnende Werkstück wird, wie oben schon beschrieben, zwischen
den Spitzen 2 und 3 eingespannt. Ist dies geschehen, so beginnt sich das Werkstück
dem Programm des Automaten entsprechend um seine Achse 23 gemäß dem eingezeichneten
Pfeil 24 zu drehen. Gleichzeitig schließt sich in der Schaltung nach F i g. 3 der
Kontakt 25. Dadurch wird der Elektromagnet 17 über einen ihm vorgeschalteten Widerstand
26 erregt. Der in der Magnetspule 17 bewegliche Kern 16 wird dadurch in die in F
i g. 1 wiedergegebene Stellung tiefer in die Magnetspule 17 hineingezogen und verschiebt
dadurch das Gestänge 15 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 27 nach links, was
bewirkt, daß der Entgratstahl 10 leicht gegen die Stirnfläche 9 des Werkstückes
1 angedrückt gehalten wird. Dabei kann dieser Stahl 10 einem Sich-Verstellen
der Stirnfläche 9 ohne weiteres folgen, weil der Elektromagnet 17 entsprechend dimensioniert
ist.
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Es bleibt also ohne Nachteil, wenn der sich gegen das Werkstück 1
bewegende Fräser bzw. der Schnittdruck des Fräsers eine mehr oder weniger starke
Längsverschiebung des Werkstückes bewirkt. Der Entgratstahl10 macht nämlich bei
etwa gleichbleibendem Anlagedruck diese Längsbewegung ohne weiteres mit.
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Sobald sich der Fräser 4 so weit vorgeschoben hat, daß er innerhalb
kurzer Zeit aus dem Werkstück 1 heraustritt. schließt sich der Kontakt 28 automatisch
mechanisch gesteuert. Hierdurch wird jetzt der Elektromagnet 21, 22 erregt
und hält mit seinem Anker 20 über das Gestänge 15 den Entgratstahl
10
kräftig starr in jener Stellung fest, in der das Entgraten des fertig bearbeiteten
Werkstückes 1 stattzufinden hat. Eine Verschiebung des Stahles 10 in Längsrichtung
der Achse 23 ist dabei ausgeschlossen. Der Stahl dreht den beim Austreten des Fräsers
4 entstehenden Grat sauber wie gewünscht in der richtigen Stellung ab. Währenddessen
ist der Kontakt 25 geöffnet, so daß der Elektromagnet 17 stromlos wird.
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Das Zuendefräsen der Zähne 8 und das Entgraten kann gleichzeitig an
verschiedenen Stellen der Stirnfläche 9 stattfinden. Die Drehachse 5 des Fräsers
und dieser selbst steht etwas schräg. Sobald der Fräser 4 das Werkstück 1 fertig
verzahnt hat, öffnet sich der Kontakt 28 wieder. Der Elektromagnet 21, 22 wird stromlos
und gibt das Gestänge 15 und damit auch den Stahl 10 wieder frei.
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Ist der Stahl 10 freigegeben, so bewegt sich auch die das Werkstück
1 spannende Spitze 2 wieder zurück. Es schließt sich sodann ein weiterer, in der
Schaltung vorhandener Kontakt 29, und zwar nur kurzzeitig. Dadurch wird der Elektromagnet
17 erneut, und zwar jetzt kräftig erregt, weil der Erregerstromkreis nicht mehr
über den Vorwiderstand 26 verläuft, der im Stromkreis des Kontaktes 25 angeordnet
ist. Der Magnetkern 16 erfährt dadurch einen ihn anziehenden Stoß, welcher sich
entsprechend auf den Entgratstah110 überträgt, der dabei
mit einem
leichten Schlag das Werkstück 1 von der Spitze 3 weg ausstößt. Das Werkstück
1 wird dadurch also zugleich durch den Elektromagnet 17,
welcher die Folgebewegung
des Stahles 10 steuert, mit ausgeworfen. Dieser Magnet übt also zugleich
in weiterbildender Vervollkommnung der Erfindung noch eine zweite Funktion als Abschluß
des Entgratens aus.