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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laden einer Verzahnungsmaschine
mit einem Werkstück und zum Positionieren dieses Werkstücks, bei der ein bewegliches
Element einen Positionierzapfen trägt und derart antreibbar ist, daß es diesen in
eine Zahnlücke des noch drehbaren Werkstücks eintreten läßt und bei seiner weiteren
Bewegung die Zahnlücke durch den Positionierzapfen in die Sollstellung dreht.
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Eine solche Vorrichtung bildet den Gegenstand des älteren Patentes
1163 637.
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Erfindungsgemäß ist das den Positionierzapfen tragende bewegliche
Element ein auf einem Halter von Klemmbacken schwenkbar gelagerter Arm, der seinen
die Positionierung bewirkenden Antrieb durch die Schließbewegung der Klemmbacken
in die das Werkstück zentrierende Lage erfährt.
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Der der Erfindung zugrundeliegende bekannte Stand der Technik wird
von einer zum Ein- und Ausbringen verzahnter Werkstücke dienenden Vorrichtung mit
einer Gruppe von Klemmbacken gebildet, die auf einem Halter angeordnet sind (USA.-Patentschrift
1575 185). Mindestens eine dieser Klemmbacken ist auf dem Halter derart beweglich,
daß das zwischen die Klemmbacken eingebrachte Werkstück ergriffen und zentriert
wird. Die Klemmbacken schließen sich selbsttätig an einer Aufnahmestelle, um dort
das verzahnte Werkstück zu ergreifen. Später öffnen sich die Klemmbacken, um das
verzahnte Werkstück nach Überführung auf den Werkstückhalter der Maschine freizugeben.
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Bei einer Maschine zum Schlichten von Zahnrädern, deren Zahnlücken
bereits in einem vorhergehenden Bearbeitungsvorgang herausgearbeitet sind, ist es
bekannt, den Werkstückhalter mit einem Positionierungszapfen zu versehen, der in
eine Zahnlücke des auf dem Werkstückhalter befindlichen Werkstücks eingreift, bevor
das Werkstück auf dem Halter festgespannt oder festgeklemmt wird (USA.-Patentschrift
2 782 689). Dabei dreht der Positionierzapfen das Zahnrad in die Sollstellung, in
der beim Schlichten der Zahnlücke auf beiden Zahnflanken oder auf einer Zahnflanke
die gewünschte Werkstoffmenge zerspant werden kann.
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Die bekannten Anordnungen dieser Art machen es erforderlich, daß in
einem vorhergehenden Vorgang von Hand das Zahnrad wenigstens ungefähr positioniert,
d. h. in eine Lage gedreht wird, in welcher der Positionierzapfen in eine Zahnlücke
eintreten kann und nicht etwa gegen den Kopf eines Zahnes stößt.
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Demgegenüber löst die Erfindung die Aufgabe, ohne eine vorhergehende
Positionierung von Hand das Werkstück in die Sollstellung zu bringen, und zwar ohne
einen besonderen Kraftantrieb. Denn die Bewegung des Positionierzapfens ist von
der Bewegung der Klemmbacken selbst abgeleitet. Je nach der erforderlichen Genauigkeit
der Positionierung des Zahnrades kann die Vorrichtung entweder für die endgültige
Positionierung oder für eine provisorische Positionierung dienen, der eine endgültige
Positionierung durch ein Element des Werkstückhalters folgt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
veranschaulicht.
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In dieser zeigt F i g. 1 eine Ansicht der Vorrichtung in einer Ebene,
die um 45° zur Waagerechten geneigt ist, wobei einige Teile im Schnitt dargestellt
sind, F i g. 2 einen Schnitt nach der Ebene II-II der Fig.1. F i g. 3 eine in derselben
Richtung wie F i g. I betrachtete Ansicht der Positioniervorrichtung in größerem
Maßstab und F i g. 4 eine rechtwinklig zur F i g. 3 betrachtete Seitenansicht, teils
im Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 3.
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F i g. 1 zeigt eine Verzahnungsmaschine, die eine um ihre Achse 16
schrittweise weiterschaltbare Werkstückspindel enthält. Die Achse 16 ist in einer
lotrechten Ebene angeordnet und zur Waagerechten in einem Winkel von 45° geneigt.
Auf der Spindel ist ein hydraulisch antreibbares Futter 17 (F i g. 1) angeordnet,
das eine sich öffnende Spannzange enthält und das Werkstück einspannt, bei dem es
sich im vorliegenden Fall um ein Spiral- oder Hyperboloid-Kegelrad oder ringförmiges
Tellerrad G handelt.
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Die zum Ein- und Ausbringen der Zahnräder dienende Vorrichtung enthält
zwei Werkstückmagazine, die auf den entgegengesetzten Seiten der Maschine angeordnet
sind. Das eine Magazin, das einen Werkstückhalter 19' enthält, nimmt nacheinander
die Werkstücke von der Austragsstellung V auf, wohin sie von der Werkstückspinde117
aus gelangen. Das andere Magazin, das einen Werkstückhalter 19" enthält, liefert
nacheinander die Werkstücke zur Vorratsstelle 1, von wo aus sie der Werkstückspindel
17 zugeführt werden.
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Die Vorrichtung, welche die Werkstücke von dem einen Magazin zum anderen
überführt, ist in F i g. 1 im einzelnen dargestellt. Sie ist so ausgestaltet, daß
sie gleichzeitig vier Werkstücke um je einen Schritt weiterrückt, nämlich (a) ein
Werkstück G von dem an der Vorratsstelle I vorgesehenen Werkstückhalter 19" des
einen Magazins zur Aufnahmestelle II, (b) ein anderes Zahnrad G von der Stelle II
zur Werkstückspindel 17 an der Bearbeitungsstelle III, (c) ein Werkstück G von der
Stelle III zu einer Abnahmestelle IV und (d) ein Werkstück G von der Stelle IV zur
Austragsstelle V, an der sich der Werkstückhalter 19' des anderen Magazins befindet.
Bei jedem der beiden Förderschritte b und c wird das Werkstück zunächst durch Klemmbacken
21 und 22 ergriffen, dann in Achsenrichtung verschoben, also aufwärts auf den Betrachter
der F i g. 1 zu (wodurch das Werkstück von der Werkstückspindel 17 abgezogen wird)
und dann seitlich von der Aufnahmestelle I1 zur Bearbeitungsstelle 111 übergeführt,
bzw. von der Stelle III zur Aufnahmestelle IV. Schließlich wird das Werkstück in
Achsenrichtung abwärts von dem Betrachter fort verschoben und dadurch auf eine Werkstückspindel
17 aufgeschoben. um schließlich durch die Klemmbacken freigegeben zu werden.
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Das Gestell 23 der zum Ein- und Ausbringen der Zahnräder dienenden
Vorrichtung (F i g. 1 und 2) =st am Gestell der Verzahnungsmaschine starr abgestützt
und enthält waagerechte, parallele Otierfülirjngsstangen 38, die einen Schieber
39 tragen. Dieser kann auf den Stangen durch einen hydraulischen Kolben 41 hin-
und herverschoben werden, der in einem auf dem Gestell 23 angebrachten Zylinder
42 hin- und hergeht und mit dem Schieber durch eine Kolbenstange 43 verbunden ist.
Der Hub des Schiebers ist durch Anschläge 40 begrenzt, die auf dem Gestell 23 sitzen.
Starr an diesem Schieber 39 sind nun drei Führungsstangen 44 befestigt, auf denen
ein Schlitten 45 gleitet. Dieser trägt die bereits erwähnten Klemmbacken
21
und 22, die auf Zapfen 46 schwenkbar angeordnet sind. Die Verschiebung
des Schlittens 45 auf den Stangen 44 parallel zur Werkstückspindel
16 erfolgt durch hydraulische Antriebe, die aus Zylinder und Kolben bestehen.
Der Zylinder 47 bildet einen Teil des Schlittens, während der Kolben
48 durch seine Kolbenstange 49 und durch eine Platte 50 an
dem Schieber 39 befestigt ist. Die Platte 50 ist mit dem unteren Ende der Kolbenstange
verstiftet. Auf dem oberen Ende der Kolbenstange ist eine Mutter 51 angebracht,
die den aufwärts gerichteten Hub des Schlittens 45 begrenzt. Der abwärts
gerichtete Hub wird dadurch begrenzt, daß der Zylinder 47 an die Platte
50 auf dem Schieber 39 anstößt. Dadurch werden die beiden Klemmbacken
21 und 22 in die Ebene des auf der Werkstückspindel 17 befindlichen
Zahnrades gebracht.
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Die Enden der Klemmbacken sind an ihren äußeren Enden mit Aussparungen
52 versehen, die den Umrissen der Zahnräder entsprechend gestaltet sind. Die Backen
können daher das zur Achse 16 ausgerichtete Zahnrad fest umfassen und es
dieser Achse gegenüber genau ausrichten. Auf ihren inneren Enden innerhalb des Schlittens
45 tragen die Zangenbacken 22 Rollen 53, die in geneigten Schlitzen 54 eines
Blockes 55 laufen. Dieser wird von Stangen 56 eines hydraulischen
Kolbens 57 getragen, der in einem am Schlitten 45 befestigten Zylinder
58 hin- und hergeht. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Rollen
53 sich bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens und des Blockes 55 voneinander
fort bewegen und dadurch die Klemmbacke 22 schließen, so daß sie das Zahnrad
ergreift, wie es in F i g. 1 bei III gezeigt ist. Bewegt sich aber der Kolben
47 abwärts, dann werden die Klemmbacken geöffnet und geben das Zahnrad frei.
Ein gleichartiger Antrieb ist für das öffnen und Schließen der Klemmbacke
21 vorgesehen.
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Zwischen den Stellen I und III erstreckt sich eine für die Zahnräder
vorgesehene Werkstückführungsschiene 59, die an dem Gestell 23 sitzt.
An der Stelle II bildet diese Schiene eine Mulde 61. Eine entsprechende Führungsschiene
62 des Gestells 23
mit einer muldenförmigen Vertiefung 63 an
der Stelle IV erstreckt sich zwischen dieser und der Stelle V. Auf diesen Schienen
werden die Zahnräder mit Bezug auf F i g. 3 von rechts nach links gefördert. Es
geschieht dies durch Mitnehmerarme des Schiebers 39. Ein solcher Arm
64, der an dem Schieber 39
starr befestigt ist, dient der Förderung
des Zahnrades von der Stelle I zur Stelle 1I. Gleichzeitig fördert ein Mitnehmerarm
65 ein Zahnrad von der Stelle IV zur Stelle V. Der Arm 65 trägt zu diesem
Zweck eine schwenkbar an ihm angebrachte Klinke 66. Geht der Schieber
39 wieder zurück, dann kann die Klinke 66
über das an der Stelle IV
befindliche Zahnrad hinweggeleiten und hinter diesem wieder einschnappen.
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Zum Betrieb der Vorrichtung werden die Kolben 28, 41, 48, 57
mit Hilfe von Magnetsteuerschiebern, die mit den betreffenden Zylindern verbunden
sind, mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt. Diese Steuerschieber werden
durch Grenzschalter gesteuert, die zur Vorrichtung und zu der Verzahnungsmaschine
gehören und nicht im einzelnen dargestellt sind. Diese Steueranlage ist so ausgestaltet,
daß sie der Reihe nach die folgenden Vorgänge herbeiführt, wenn der Schlitten
15 nach Beendigung der Bearbeitung eines jeden Zahnrades zurückgezogen ist:
(a) der Zylinder 47, der auf dem Kolben 48 verschiebbar ist, wird
mit dem Schlitten 45 abwärts verschoben, um dadurch die Klemmbacken
21 und 22 in diejenige Ebene zu bringen, in der sich die Zahnräder
an den Stellen II und III befinden; (b) die Kolben 57 zum Antrieb der beiden Klemmbacken
werden aufwärts bewegt und schließen die Klemmbacken, so daß diese die an den betreffenden
Stellen befindlichen Zahnräder ergreifen; (c) der Zylinder 47 wird angehoben,
um das an der Stelle II befindliche Zahnrad anzuheben und um gleichzeitig das an
der Stelle III befindliche Zahnrad von der Werkstückspindel 17 abzuziehen;
(d) der Kolben 41 und der Schieber 39
werden nach links verschoben,
um das von der Klemmbacke 21 ergriffene Zahnrad gegenüber der Achse
16 an der Stelle III auszurichten, um weiter das von der Klemmbacke
22 ergriffene Zahnrad zur Stelle IV zu überführen und um schließlich die
Zahnräder von den Stellen I und IV zu den Stellen II und V zu fördern; (e) der Zylinder
47 geht herab, um das von der Klemmbacke 21 ergriffene Zahnrad auf die Werkstückspindel
17 aufzuschieben und um das von der Klemmbacke 22 ergriffene Zahnrad
auf die Schiene 62, 62' zu setzen; (n die Spannzange der Werkstückspindel
17 wird geöffnet, um das aufgeschobene Zahnrad festzuspannen; (g) die Kolben
57
werden aufwärts verschoben, um dadurch beide Klemmbacken zu öffnen; (h)
der Zylinder 47 wird aufwärts bewegt, um den die Klemmbacken tragenden Schlitten
45 aufwärts zu bewegen; (i) der Kolben 41
und der Schieber
39 werden nach rechts in ihre Grenzstellung zurückgeführt (mit Bezug auf
F i g. 1); (j) die Kolben 28 der beiden Magazine werden hin-und herbewegt,
um ein neues Zahnrad an die Stelle I
zu bringen und um das Zahnrad von der
Stelle V fort zu fördern.
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Handelt es sich um eine Maschine zum Schlichten von Zahnrädern, die
zuvor geschruppt oder mit eingefrästen Zahnlücken versehen sind, und sind diese
Zahnräder durch das Magazin zur Stelle I übergeführt worden, dann muß das
betreffende Zahnrad in eine solche Winkellage gedreht werden, daß eine Zahnlücke
dem Messerkopf 14 gegenüber richtig ausgerichtet ist. Zu diesem Zweck ist
diejenige Vorrichtung, die der Maschine zum Schlichten der Zahnräder zugeordnet
ist, mit einer besonderen an der Klemmbacke 21 angebrachten Einrichtung versehen,
die in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist. Sie enthält einen Arm 69, der
bei 71 an einem Teil 72 des Schlittens 45 drehbar gelagert
ist und einen Zapfen 73 trägt, der in eine Zahnlücke des Zahnrades G eingreifen
kann. Der Zapfen 73 ist einstellbar in einen Stößel 74 eingeschraubt,
der unter dem Einfluß einer Feder 75 steht und sich in einer ausgebuchsten
Bohrung des Armes verschieben kann. Dieser Stößel ist bei 76 gegen Drehung gesichert
und sein Hub ist begrenzt. Bei 77 ist an dem Arm 69 ein Block
78
schwenkbar gelagert, in welchem eine Stange 79 verschiebbar geführt
ist. Diese ist mit einem Block 80
versehen, der bei 81 auf der einen
Klemmbacke 21
drehbar gelagert ist. Ferner hat die Stange einen festen Stellring
82, der sich an den Block 78 anlegen kann. Zwischen diesem Block
78 und einem weiteren auf der Stange befestigten Stellring 84 befindet
sich eine die Stange umgebende Schraubenfeder 83, die die Stange gegen den
Stellring 82 drückt.
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Ist die Klemmbacke 21 geöffnet, dann befindet sich der Arm
69 in der in F i g. 3 bei 69' mittels strichpunktierter Linien gezeigten
Lage. Schließt sich die
Klemmbacke an der Stelle 1I um das Zahnrad
herum, dann schwenkt die Stange 79 den Arm um seinen Drehpunkt 71. Dabei tritt der
Zapfen 73, sofern er noch nicht in eine Zahnlücke eingetreten ist, sondern auf der
Oberfläche G des Zahnrades (F i g. 4) ruht, bis zur vollen Tiefe in die Zahnlücke
ein, und zwar unter der Kraft der Feder 75. Bei der weiteren Bewegung des Armes
während des Schließens der Klemmbacke dreht dann der Zapfen das Zahnrad um seine
Achse derart, daß die Zahnlücke in die richtige Winkelstellung gelangt. Während
sich das Zahnrad in dieser Weise dreht, sitzt es in der Mulde 61 der Schiene 69
und wird durch diese Mulde und durch einen Anschlagblock 85 zentriert, der sich
auf einem Ansatz 86 des Schlittens 45 befindet. Die Winkellage, in die das Zahnrad
gedreht wird, läßt sich genau so einstellen, daß dadurch die Zahnlücken in die richtige
Lage gegenüber dem Messerkopf 14 gelangen. Es geschieht dies durch Verstellen der
Länge der Stange 79 zwischen dem Drehzapfen 81 und dem Stellring 82. Das kann durch
Verstellen von Muttern 87 geschehen, die auf die Stange 79 aufgeschraubt sind und
diese an dem Block 80 festklemmen. Der Zapfen 73 verbleibt in der Zahnlücke, während
das Werkstück auf die Spannzange der Werkstückspindel 17 aufgeschoben wird, die,
wie bei (f) im vorletzten Absatz erläutert wurde, das Werkstück vor dem öffnen der
Klemmbacke und infolgedessen vor dem Anheben der Klemmbacke festklemmt. Da die Federn
83 nachgeben können und sich daher die Stange 79 gegenüber dem Arm 69 verschieben
kann, läßt sich die Klemmbacke öffnen, während der Zapfen 73 in der Zahnlücke verbleibt.
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Vorzugsweise dient ein Grenzschalter 88 dem Zweck, die Vorrichtung
zum Ein- und Ausbringen der Werkstücke stillzusetzen, falls eine fehlerhafte Teilung
des Werkstücks den Zapfen 73 daran hindert, in die Zahnlücke bis zur richtigen Tiefe
einzugreifen, wie F i g. 4 erkennen läßt. Zu diesem Zweck ist am Arm 69 um den Bolzen
90 ein Hebel 89 schwenkbar gelagert, der sich mit seinem einen Ende an den Zapfen
73 legt und mit seinem anderen Ende an dem unter Federdruck stehenden Stößel 91
des Grenzschalters anliegt. Kann der Zapfen 73 in die Zahnlücke nicht tief genug
eingreifen, dann wird dadurch der Stößel 91 daran gehindert, so weit mit Bezug auf
F i g. 4 nach links zu gehen, daß dadurch die Kontakte des Grenzschalters geschlossen
werden, wie es für den Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist.