DE2009702A1 - Teilschaltvorrichtung für den Werkstückträger einer Verzahnungsmaschine - Google Patents

Description

"Teilsehaltvorriohtung für den Werkstückträger einer Verzahnungsmasobine¹¹

co» to

Die Erfindung bezieht sich auf eine Teilsohaltvorrichtung für den Werkstückträger, z* B, den drehbaren Werktisch, einer Verzahnungsmaschine und besteht in der Verwendung einer elektrooptischen Anlage zum genauen Beherrschen der jeweiligen Winkelstellung des Werkstückträgers bei dessen schrittweiser Weiterschaltung, Am Umfang des Werkstückträgers ist ein lineares Raster oder Teilung vorgesehen, deren Lage duroh ein AbfUhlgerät ablesbar ist. Dieses steuert auf elektrischem We» ge einen Korrektur-Hilfsmotor, der den Werkstückträger nach Maßgabe des Abfühlergebnisses genau in die richtige Winkelstellung dreht, nachdem zuvor der Werkstückträger durch einen besonderen Teilschaltantrieb grob weitergesohaltet worden war. Vorzugsweise wird dabei das Spiel im Hilfsantrieb des Werkstückträger« aufgenommen« Die diesem Zweck dienende Einrichtung weist zwei Sohneoken auf, die mit einem am drehbaren Werkstückträger vorgesehenen Sohneckenrad kämmen und auf das Schneckenrad in

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hanimann, Dipl.-Phyi. Sebastian Herrmann

β MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon ι 281202 · Telegramm-Adreue ι Lipatll/München Boyer. Vereinibank MOndien, Zweigit. Oikar-von-Miller-Rlng, KIc-Nr. 88249S · Poifichedc-Kontoi München Nr. 1Ä3397

Riohtung ihrer Achsen entgegengesetzte Kräfte ausüben, um dadurch das Sohneckenrad an entgegengesetzt gerichteten Flanken seiner Verzahnung zu sperren, nachdem die Grobteilschaltung des WerkstUckträgers erfolgt war.

Ferner ist vorzugsweise eine Teilsohalt-Sperreinrichtung in Gestalt einer Klauenkupplung vorgesehen, deren eine Hälfte außerhalb des Getriebezuges liegt, welcher der Grobteilschaltung des Werkstückträger« dient«. Wird diese Klauenkupplung eingerückt, so dreht sie den Werkstückträger erforderlichenfalls um einen kleinen Winkel, woduroh die Genauigkeit der Grobteilsohaltung erhöht wird«

Die Erfindung eignet sich besonders für Verzahnungsmaschinen, aber ist überall dort anwendbar, wo es darauf an— kommt, einen drehbaren Körper periodisch schrittweise jeweils um einen bestimmten Teilwinkel zu drehen«

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, die Genauigkeit einer solchen Teilschaltvorrichtung zu steigern.

Besonders bewährt hat sich die Erfindung bei Verzahnungsmaschinen zum Sohleifen von Stirnkerbzahn-Kupplungen zum Übertragen von Drehmoment, vgl. die USA-Patentschriften Nr. 2384 582, 2 427 641 und 2 558 203. Stirnkerbzahn-Kupplungen zum Übertragen von Drehmoment verwendet man z. B. im Turbinenbau, um die Laufräder starr miteinander zu kuppeln. Dabei kommt es auf eine hohe Genauigkeit der Teilung der Kerbverzahnungen an, damit die Zähne in ganz genauen Stellungen am Werkstüok herausgearbeitet werden können. Die Teilschaltung des Drehtisches, der das zu verzahnende Werkstüok trägt, muß also so erfolgen, daß der Tisoh jex Is genau in der richtigen vorbereohneten Winkelstellung stillgesetzt wird, um jeweils am Werkstück die nächste Zahnlüoke herauszuarbeiten.

Der Arbeitsvorgang spielt sioh dann folgt abj Hei der meohanisoh durchgeführten Grobteilsohaltung wird die eine Sohneoke, die mit dem am Drehtisch befestigen Schneckenrad kämmt, zunächst durch den Grobantrieb angetrieben und dreht dabei den Tisoh um einen bestimmten Winkel· Dann erfolgt die Korrektur dieses Winkel. Zu diesem Zweok liest das Abfühlwerk die bei der Grobteilsohaltung «reiohte Winkelstellung

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des Tisches ab und liefert das Ableeeergebnis an ein Steuer-· werk, Dieses setzt einen Hilfsantrieb in Gang, der den Tisch um den etwa erforderlichen Korrekturwinkel dreht· Dadurch ge» langt der Tisch dann genau in di· gewünschte Winkelstellung· Vorzugsweise besteht das Abfühlwerk aus einem auf dem Umfang des Drehtisches angeordneten Raster, den man auch als eine Skala betrachten kann· Bein Ablesen wird eine Moire- oder Interferenz-Erscheinung verwendet, um auf elektrisch-optischem Wege die genaue Winkelstellung abzulesen. Wie erwähnt, wird naoh Beendigung der Grob-Teilschaltung das Spiel im Teilschaltantrieb des Drehtisches aufgenommen, um alle Irrtümer oder Ungenauigkeiten auszuschließen, die durch ein solches Spiel bedingt wären. Vorzugsweise dient der Spielaufnähme eine zweite mit dem Sohneckenrad kämmende Schneoke· Beide Schnecken sind in Achsenriohtung verschiebbar und zu gemeinsamer Verschiebung gekuppelt» Ist nun die Grob-Teil- . schaltung beendet, dann wird ein axialer Druok auf die Schnecken ausgeübt, der sie voneinander fortdrückt und dadurch das Schneckenrad am Ende der Grobteilsohaltung in einer bestimmten Winkellage sperrt, so daß der Tisch keine weitere unerwünschte Drehung mehr ausführen kann, wie sie anderenfalls bei Vorhandensein von Spiel unter der Wirkung des Schwunges o. dgl. vorkommen könnte«

Damit die die Grob-Teilschaltung bewirkende Schneoke

jeweils in einer bestimmten Winkelstellung stehenbleibt - M

wenn dies geschieht, erfolgt die Grob-Teilschaltung bereits mit hoher Genauigkeit - ist die erwähnte Teilschalt-Sperrvorriohtung in Gestalt der Klauenkupplung vorgesehen. Wird diese eingerüokt, dann sperrt sie die Triebwelle der Schneoke« Das geschieht jeweils naoh Beendigung der Grobteilsohaltung, während welcher die Kupplung ausgerückt ist« Die Klauen dieser Kupplung sind so gestaltet, daß sie beim Einrücken der Kupplung erforderlichenfalls die Triebwelle der Sohnecke in der einen oder anderen Richtung um einen kleinen Winkel drehen, wodurch etwaige Teilsohaltfehler erheblich vermindert werden. Dabei muß die Zähnezahl der Kupplung den jeweiligen Erfordernissen der Teilschaltung eines gegebenen Werkstücks entsprechen.

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Weitere Unteraufgaben und der durch deren Lösung erzielte Fortschritt ergeben sich aus der nachstehenden Bescüreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausftihrungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 das am Drehtisch starr angebrachte Schneckenrad mit der Teilschaltvorrichtung im Grundriß in mehr oder weniger schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen lotrechten Teilschnitt durch das Schneckenrad zur Veranschaulichung des Schneckengehäuses im Aufriß,

Fig. 3 den lotrechten Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. k einen zur Fig. 1 gehörigen Teilaufriß zur Veran- W schaulichung des anderen Schueckengehäuses,

Fig. 5 die Klauenkupplung mit ihrem Ein- und Ausrückantrieb im Aufriß und in größerem Maßstab,

Fig. b einen Teilquerschnitt dieses Ein- und Ausrückantriebes,

Fig. 7 den in Fig. i schematisch dargestellten Hilfsantrieb für die Korrektur in größerem Maßstabe im Grundriß und

Fig. 8 einen lotrechten Schnitt durch die in Fig. 7 gezeigte Einrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen im Grundriß den das Werkstück tragenden Drehtisch 20, der um die lotrechte Achse 22 umlaufend gelagert ist, und das am Drehtisch gleichachsig starr befestig-P te Schneckenrad 2k. Bei dem auf dem Drehtisch befestigten Werkstück kann es sich um großes und schweres Turbinenlaufrad handeln, das mit einer Stimkerb-Verzahuung in eine* SchleifVorgang zu versehen ist.

Mit diesem Schneckenrad kämmen zwei waagerechte Sohnekken 2b, 28, deren Achsen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die Schnecke 2b dient der Grobteilschaltung, während die Schnecke 28 der Feinteilschaltung und auch der Aufnahme des Spiels dient. Jede der beiden Schnecken 2b, 28 ist drehbar derart in einem Lagerbock 30 bzw. 32 gelagert, daß >ie

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οich diesem gegenüber in Achsenrichtung nicht verschieben können. Der Lagerbock selbst aber ist derart am Bett 94 der Maschine geführt, daß er sich parallel zur Schneckenachse um ein kurzes Stück zu verschieben vermag. Die beiden Lagerböcke 30 und 32 sind aber miteinander gekuppelt. .Diesem Zweck dient ein Winkelhebel 34, der um eine am Bett feste lotrechte Schwenkachse 36 drehbar gelagert ist. Der eine Arm dieses Winkelhebels ist mit dem Lagerbock 30 und der andere Arm mit dem Lagerbock 32 verbunden. Zu diesem Zweck greift an dem einen Arm bei 87' die Kolbenstange 60 eines hydraulischen Kolbens 58 an, dessen Zylinder 56 einen Ansatz 86 trägt, der durch einen Gelenkaapfen 85' mit dem Lagerbock 32 verbunden ist. Der andere Arm des Winkelhebels 34 ist i

durch einen senkrechten Gelenkzapfen mit einer waagerechten Stange 86 verbunden, die bei 85 gelenkig am Lagerbock 30 angreift.

Die Welle 44 der Schnecke 32 trägt ein Kegelrad 52. Mit diesem kämmt ständig ein Kegelrad 50, das auf der Welle 42 der anderen Schnecke 26 befestigt ist. Die Lager der beiden Wellen 44 und 42 sitzen am Bett der Maschine. Damit sich die Schnecken 26, 28 mit ihren Lagerböcken 30, 32 in Achsenrichtung verschieben können, stehen sie mit ihren Wellen 42 und 44 durch Keilwellenkupplungen 46, 48 in Verbindung.

Die Welle 42 der Schnecke 26 steht mit einer mechanischen Teilschaltvorrichtung 54 für die Grobteilschaltung in Getriebeverbindung. Außerdem ist sie zum Zwecke der Korrektur der * Grobteilschaltung durch einen Hilfsantrieb 62 zusammen mit ihrem Lagerbock 30 in Achsenrichtung verstellbar, was später näher erläutert werden wird. Die Teilschaltvorrichtung 54 ist an sich bekannt (USA-Patentschrift 3 007 345).

Damit sich die beiden Schnecken 26 und 28 leichter einbauen und einstellen lassen, sind ihre Lagerböcke 30, 32 zweiteilig ausgestaltet. Sie bestehen nämlich aus einem unteren Gehäuseteil 72 und einem oberen Gehäuseteil 70, Kig. 2, 3 und 4. Der untere Gehäuseteil 72 trägt zwei gleich-

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achsige Lagerzapfen 7^, 76, deren gemeinsame Achse parallel zur Achse der im Lagerbock gelagerten Schnecke verläuft. Diese beiden Lagerzapfen sind drehbar und verschiebbar in Wälzlagern 78 und 80 gelagert, die von Haltern 82 und 84 getragen werden. Diese Halter sind am Bett 94 der Maschine befestigt. Der Lagerzapfen 7k des Lagerbocks 30 trägt den bereits erwähnten Gelenkzapfen 85. Der Einbau des Lagerbocks 30 in das Bett und das Einrücken der vom Lagerbock 30 getragenen Schnecke 26 in das Sohneckenrad 24 wird dadurch erleichtert, daß die Lagerzapfen 7k, 76 und die Lager 78, SO eine begrenzte Schwenkung des Lagerbocks um die Achse der beiden Zapfen 7k, 76 gestatten, bevor der Anschluß au die

ψ Stange 86 und den Winkelhebel 34 erfolgt.

Der Schaft 38 der Sohnecke 26 läuft in muerlageru 08, 90 und 92 im oberen Gehäuseteil 70, und dieser Schaft ragt links aus dem Lagerbock 30 heraus und ist dort durch die Keilwellenverbindung 46 mit der Triebwelle k2 verbunden. Ein Spurlager 124 verbindet den Schaft 38 mit dem Gehäuseteil 70 unverschiebbar. Der Gleitführung des Lagerbockes 30 bzw, 32 am Bett 9k in der Achsrichtung der Schnecke dienen zwei im Abstand voneinander angeordnete Gleitplatteu 9b, 98, Fig. 2 und k, die am oberen Gehäuseteil 70 des Lagerbocks 30 angebracht sind. Ferner dienen dieser Gleitführung Gleitschuhe 100, 102, 104 und 10b, auf denen

^ die beiden Gleitplatteu 9b und 98 geführt sind, in ihrer Lage werden diese Gleitplatten durch kappen 108 und 110 gehalten, die am Bett 94 der Maschine angebracht sind und in Aussparungen des oberen Gehäuse toi Is sitzen. Damit man die Tiefe des Eingriffs der Schnecke-λ 2b in das Schneckenrad 24 einstellen kanu, sind Ueilagen 112, 114 vorgesehen, Fig. 2. Beim Einbau des Lagerbocks in die Maschine kanu mau diesen um die Achse der beiden Zapfen 7'; und 7b vurschwenkeu, um dadurch die Schnecke richtig in dv Schneckenrad eingreifen zu lusstm. Dann wählt man die riohtigen Beilagen 112 und 114.

Wird der Lagerbock 30 dureu den Korrekturan trieb parallel zur Sehneckonuohse verschoben, dann nimmt an dieser

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BAD

Verschiebung die Schnecke 26 teil. In die die Schnecke 26 und ihren Schaft 38 aufnehmende Bohrung des Gehäuseteils 70 ist rechts ein Deckel 120 mit einem zylindrischen Ansatz 122 eingeschoben. Dieser legt sich mit seinem Rand an die äußeren Laufringe des Spurlagers 116 und umgibt eine Mutter 118, die auf dem Sohaft 38 sitzt und auf diesem die Innen*- laufringe des Spurlagers 116 in Anlage an einer Schulter 124 festhält.

Der Antrieb 54 für die Grobteilschaltung ist mit der Welle 42 durch einen Getriebezug verbunden, der ein Zahnrad 68 enthält. Durch dieses Zahnrad geht die Welle 42 frei drehbar hindurch. Sie ist mit dem Zahnrad aber durch die ein- und ausrückbare Kupplung 126 verbunden, vgl. Fig. 5· Die Nabe 128 des Zahnrades 68 steht durch eine ein- und ausrückbare Kupplung 66 mit der Teilschalt-Sperrvorrichtung 64 in Verbindung* Beide Kupplungen 66 und 126 sind als Klauenkupplungen ausgeführt. Mit dem Zahnrad 68 steht ferner ein Einstellmotor 132 in Triebverbindung, und zwar mittels eines Zahnrades 134 und der Läuferwelle 135 des Motors.

Der Teilschaltmotor 136 für die Grobteilschaltung ist durch eine Leitung 138 mit einer mit "alpha" bezeichneten Steuerschaltung 140 verbunden. Außerdem aber treibt der Motor 136 über Zahnräder 142, 144, eine Schnecke 146 und ein Schneckenrad 148 eine Nockentrommel 150 an. In der Umfangsnut 152 dieser .Trommel läuft eine Nockenrolle 15^i die von einem Arm 156 einer Welle 158 getragen wird. Auf der Welle 158 ist ein Zahnrad I60 und an diesem gleichachsig ein Zahnrad I62 befestigt. Dieses kämmt mit einem zweier gleichachsiger miteinander verbundener Zahnräder 164, I66, dessen anderes I66 in Triebverbindung mit dem Zahnrad 68 steht, und zwar über Zahnräder 168 und 170, Bei den Zahnrädern 66, 166, 168 und 170 handelt es sich um Wechselräder. Die Größe und Zähnezahl kann man je nach Bedarf auswählen, um dadurch die Größe des Teilsohaltsohrittes zu bestimmen, je nach den Erfordernissen des Werkstücks.

Während der Grobteilschaltung ist die Kupplung 66 ausgerückt, so daß sich das Zahnrad 68 unbehindert durch die

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Sperrvorrichtung 64 drehen und die Welle 42 über die Kupplung 26 antreiben kann. Das Zahnrad 134 wird nur zum Einstellen des Tisches eingesetzt und fehlt daher während der Teilschaltvorgänge, so daß dabei der Einstellmotor 132 von der Schnecke 26 getrennt ist.

Mit der Nockentrommel 150 ist über ein Kegelradpaar 176, 178 und eine Welle 174 ein Zahnradsegment 172 verbunden, das einen Ansatz 180 zum Umschalten eines Grenzschalters LS 7 hat; durch diesen Grenzschalter wird der Motor 136 jedesmal stillgesetzt, wenn das Zahnradsegment 172 eine Umdrehung ausgeführt hat. Will man beim Einrichten der Werkzeugmaschine den Tisch 20 in einen langsamen stetigen Umlauf versetzen, dann muß man hierzu das Zahnrad 134 einsetzen und das Zahnrad 170 herausnehmen. Beim Einschalten des Einstellmotors 132 treibt dieser dann den Tisch über das Zahnrad 68, die eingerückte Kupplung 126, die Welle 42, die Schnecke 26 und das Schneckenrad 24 an. Wie bereits erwähnt, ist das Zahnrad 134 während des Betriebes der Werkzeugmaschine herausgenommen. Es ist so mit dem Zahnrad 170 verblockt, daß nicht beide gleichzeitig in Eingriff mit dem Zahnrad 68 stehen können.

Während der Grobteilschaltung durch die Schnecke 26 übt die mit dieser gekuppelte Schnecke 28 keine Kräfte auf das Schneckenrad 24 aus, sondern dreht sioh frei im Gleichlauf mit der Schneoke 26. Die obere Kammer 182 des Zylinders 56 ist dabei auf Abfluß geschaltet. Die axiale Stellung des Lagerbocks 30 und der Schnecke 26 kann sich dabei infoige des Spiels zwisohen der Schnecke 26 und dem Schneckenrad 24 innerhalb sehr enger Grenzen ändern. Denn da die Kammer 182 auf Abfluß geschaltet ist, wirkt auf den Lagerbock 30 keine Kraft in Aohsenrichtung.

Hat aber das Zahnrad 172 die volle Umdrehung zurückgelegt und den Grenzschalter LS 7 umgeschaltet und werden da« duroh der Motor 136 und die Schnecke 26 stillgesetzt, dann ist die Grobteilschaltung beendet» Dann wird die Kammer 182 des Zylinders 56 unter Druck gesetzt. Auch wird der üreh-

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tisch 20 durch eine Klemme 186 festgeklemmt, was z. B, hydraulisch geschehen kann. Die nun auf den Kolben 58 wirkende Kraft wird durch den Gelenkzapfen 87' auf den Winkelhebel 34 und durch diesen auf den Lagerbock 30 übertragen, der mit der Schnecke 26 mit Bezug auf Fig. 1 nach rechts zu gleiten sucht« Der auf den Zylinder 56 wirkende Flüssigkeitsdruck übt auf den Lagerbock 32 und die Schnecke 28 eine mit Bezug auf Fig. 1 auf* wärtsgerichtete Kraft aus, die durch den Ansatz 86 des Zylinders und den Gelenkzapfen 85' übertragen wird. Dadurch werden die rückwärtigen Zahnflanken der Schnecke 28 gegen die Zähne des Schneckenrades 24 gedrückt, so daß sich das Schneckenrad im Uhrzeigersinn zu drehen sucht und seine Zähne gegen die treibenden Flanken der Verzahnung der Schnecke 26 preßt. Infolgedessen wird das Spiel aufgenommen, so daß die Winkelstellung des Drehtisches genau beherrschbar wird.

In den Fig. 5 und 6 ist die Teilschalt-Sperrvorrichtung 64 im einzelnen veranschaulicht. Sie ist mit dem Zahnrad 68 durch die Klauenkupplung 66 verbunden. Diese Klauenkupplung besteht aus Kupplungshälften 188 und 198. Die Kupplungshälfte 1 :s8 hat einen Flansch 190, der an einem topfförniigen Anpassungsteil 192 befestigt ist. Dieser wiederum sitzt an einer rohrförmigen Kolbenstange 194, welche die Welle 42 gleichachsig umgibt und an ihrem freien Ende einen ringförmigen Kolben 195 trägt. Dieser gleitet in einem Zylinder I96, dessen Deckel 197 eine die Welle 42 umgebende Buchse 203 bildet. Diese Buohse und der Zylinder 196 begrenzen einen Zylinderraum, der durch den Kolben 195 in Kammern 206 und 209 unterteilt ist. Der Dichtung des Kolbens im Zylinder dienen Schnurringe 205 und 207. Der Anpassungsteil ist mit einer in Aohsenrichtung verlaufenden Führung 202, 204 versehen, auf der eine liolle 200 geführt ist, die auf dem Zylinder I96 mit radialer Richtung ihrer Achse gelagert ist. Wie Fig. i zeigt, ist der Zylinder 196 am Bett 9^lt der Werkzeugmaschine befestigt* Die Holle 200 und die Führung 202, 204 verhindern, daß sioh das von dem Kolben 195, der Kolbenstange 194, dem Anpassungsteil 192 und der Kuppiungshälfte 188 gebildete Aggregat um die Aohse der Welle 42 dreht. Dieses

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Aggregat ist aber durch den Kolben 195 hydraulisch verschiebbar, um dadurch die Kupplung 66 ein- oder auszurücken, ist
sie ausgerückt j dann kann sich die Welle 42 drehen» wenn sie durch das Zahnrad 68 angetrieben wird, das mit der Welle k2
durch die Kupplung 126 verbunden werden kann« Das ist während des Einsteilens des Drehtisches durch den Einsbeilmotor 132 und während der Grobteilschaltung der Fall.

Die Klauenkupplung 66 ist vorgesehen, um die durch die
Grobteilschaltung erreichte Winkelstellung des Tisches dem
Sollwert zu nähern.oder, in anderen Worten, um die Grobteilschaltung genauer durchzuführen. Bei jeder Grobteilschaltung wird die Schnecke 26 und mit ihr die Kupplungsteil*te 19^ der Kupplung 66 um ein ganzes Vielfaches der Teilung der Klauenverzahnung gedreht. Es besteht also eine bestimmte Beziehung zwischen der Zähnezahl des Werkstücks, dem Übersetzungsverhältnis zwischen der Schnecke 26 und dem Schneckenrad 2h und der Zähnezahl der Klauenkupplung bb. Um sicherzustellen, daß sich die Schnecke 2b bei der Grobteilschaltung um ein ganzes Vielfaches der Zahnteilung der Klauenkupplung dreht, muß man die richtigen Wechselräder 16b, Ib8, 170 und bS wählen. Eine gegebene Zähnezahl der Klauenkupplung bb führt zu der Möglichkeit, zwischen vielen Zähnezahlen des Werkstücks zu
wählen, wobei diese Wahl durch Bestimmender richtigen Wecliselrader erfolgt, Werkstücke mit bestimmten Zähnezahlen können verschiedene Zähnezahlen der Klauenkupplung bb erfordern. Aus diesem Grunde sind das Zahnrad 68 mit der Kupplungshäli'te 198 und die Kupplungsteil'te 188 auswechselbar, liei der Auswechselung und bei der Wahl der Wechselräder kanu man sich
nach Tabellen richten. Die Klauen der beiden Kupplungshäliten 188 und 19B können von Stirnkerbzähnen gebildet weiden, die
sich durch hohe Genauigkeit auszeichnen. Wenn nun nach erfolgter Grobteilschaltun;·, durch den Motor 13b das dabei angetriebene Zahnrad b8 unter Steuerung durch den GreuzscliaLter Lb 7 wieder zur Huhe gekommen ist und wenn danndie Winke Ls te L Ιιπιμ dos Drehtisches von dem Sollwert etwas abweicht, dann i'ii'irt

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das dazu, daß die Klauen der einen und die Klauenlücken der anderen Kupplungshälfte sich nicht genau einander gegenüber befinden. Solche Abweichungen von der Sollstellung kbn« nen verschiedene Ursachen haben, etwa Spiel in dem dem Zahn« rad 68 vorgeschalteten Getriebezug. Wenn nun nach Stillstand des Zahnrades 68 und des Tisches die Kammer 209 mit der Druck« leitung verbunden wird, dann wird die gegen Drehung gesicherte Kupplungs-Hälfte 188 mit Bezug auf Fig, 5 nach links verschoben, und dadurch wird die Kupplung 66 eingerückt. Das hat dann zur Folge, daß die Klauen der beiden einander gegenüberstehenden Kupplungshälften 188 und 198 zwangsläufig miteinander ausgerichtet werden« Dabei wird erforderlichenfalls das Zahnrad 68 um einen kleinen Winkel gedreht, und diese Drehung überträgt sich über die Welle 42/ die Sohnecke 26 und das Schneckenrad 24 auf den Tisch 20, der dadurch mit hoher Genauigkeit in die Sollstellung gedreht wird.

Übrigens kann ein Stellwerk vorgesehen sein, mit dessen Hilfe man von Hand die Welle 42 in Umlaufriohtung gegenüber dem Zahnrad 68 verstellen kann, wenn man die Werkzeugmas chi·* ne einrichtet« Das ist an sich bekannt.

Wie bereits erwähnt, erfährt die Winkellage des Tisches 22, die er durch die Grobteilsohaltung und durch das anschließende Einrücken der Kupplung 66 erreioht, eine nooh genauere Positionierung durch ein axiales Verschieben der Schnecke 26 mittels des Korrekturmotor 216, Dieser Motor ist durch eine eigene elektrische Leitung mit dem elektrischen Schaltwerk 140 verbunden. Dieses Schaltwerk unterliegt einer Programmsteuerung durch ein Abfühlwerk, das ein Band abfühlt. Auf diesem ist das Programm aufgezeichnet. Das Schaltwerk steht außerdem durch eine Leitung 220 mit einem Abfühlwerk 218 in Verbindung, das sich neben dem Rand des Drehtisches 20 befindet und ein Raster 222 abfühlt, das sich um den ganzen Umfang des Tisohes herumerstreckt und eine Skala darstellt. Dieses Abfühlwerk arbeitet in an sich bekannter Weise nach einem MoirS- oder Interferenzverfahren und kann die Abweichung der Iststellung des Drehtisches von seiner Sollstellung

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sehr genau messen und auf das Schaltwerk 140 übertragen. Das Raster besteht aus lotrechten Linien, die also parallel zur Achse 22 des Drehtisches verlaufen und einen Abstand von beispielsweise 0,025 mm haben. Auch das Abfühlwerk 218 weist parallele Linien auf, die indessen zu den Linien des Rasters 222 geneigt verlaufen. Dabei ergeben sich optische Interferenzrauster, auf die das Abfühlwerk anspricht« Das ist an
sich bekannt und bedarf daher keiner näheren Erläuterung.
Das Meßergebnis wird also durch die Leitung 220 zum Schaltwerk 140 zurückgeführt und in der elektrischen Steueranlage dazu verwendet, den Korrekturmotor 216 so lange laufen zu
lassen, bis der Tisch den genauen Sollwert der durch die

ψ Teilschaltung zu erreichenden Winkellage erreicht hat. Dieser Sollwert ist im Schaltwerk 140 aufgezeichnet, Beim Erreichen des Sollwertes setzt das Steuerwerk 140 den Korrekturmotor 216 still.

Dieser Motor ist umsteuerbar. Er ist durch Kegelräder 224 mit einer Schraubspindel 22b gekuppelt, auf deren Gewindeteil 228 eine Mutter 230 aufgeschraubt ist. Diese ist an einem Kulissenschieber 232 befestigt, der einen schrägen Kulissenschlitz hat. In diesem gleitet ein Stein 234, der durch ein Gestänge 236, 238 mit dem Lagerbook 30 gekuppelt ist. Der
Kulissenschieber232 gleitet in einer am Bett 94 befestigten waagerechten Gleitbahn, die sich rechtwinklig zur Achse der Schnecke 26 erstreckt.

™ Der Gewindeteil 228 und die Mutter 230 können in bekannter Weise durch zwischen ihnen laufende Lagerkugeln reibungsarm gestaltet sein. Die Schraubspindel 226 und ihr Gewindeteil 228 sind am Bett 94 der Maschine unverschiebbar gelagert. Der Gestängeteil 238 ist in den Zapfen 76 des Lagerbocks 30 eingeschraubt, vgl. Fig. 3. Die Gleitbahn für den Stein 234 besteht aus beiderseits angeordneten Schienen 240, 242, die am Kulissenschieber 232 durch Stellschrauben 244 einstellbar befestigt sind und deren einander zugewandte Laufflächen 241, 243 etwas schräg zur Achse der Schraubspindel 226 verlaufen. Dieser Schrägwinkel ist in Fig. 1 übertrieben groß dargestellt.

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Auf den Laufflächen 241, 243 ist der Stein 234 mit LagerkugeIn 246 geführt, die sich in vier Gruppen in der Nähe der vier Ecken des Steines 234 befinden, vgl. Fig. 7.

Die Gleitbahn, auf der der Kulissenschieber 232 geführt ist, wird von Gleitschuhen 248 und 264 gebildet, die an den Innenwänden eines am Bett 94 starr befestigten Halters 249 sitzen, der gehäuse!"örmig ausgestaltet ist und die Gleit« schuhe auf seinen Innewänden trägt. Zu diesem gehäuse!örniigen Halter 249 gehört auch ein Decke.1 252, der oben den In« nenraum des Gehäuses abschließt, in welchem der Kulissen« schieber 232 geführt ist.

Der Stein 234, der zwischen den Gleitschienen 240, 242 in einem den Kulissenschlitz bildenden rechteckigen Ausschnitt 254 des Kulissenschiebers hin- und herbeweglich geführt ist, ist so abgestützt, daß er sich nur quer zur Achse der Schraub« spindel 226 verschieben kann. Zu diesem Zweck ist der Gestängeteil 236 in einer Bohrung des Halters 249 gleitend geführt, wobei sich diese Bohrung rechtwinklig zur Achse der Schraubspindel 226 erstreckt, vgl. Pig. 7. Der Gestängeteil 236 ragt mit Spielraum durch eine Bohrung des Kulissenschiebers 232 hindurch bis in dessen Ausschnitt 254 hinein und ragt weiter in eine yuerbohrung des Steins 234 und trägt an sei« nein Ende einen lotrechten Zapfen 256, der an dem Stein 234 gelagert ist. Die diesem Zweck dienenden Lager 258 befinden sich zwischen Deckelsoheiben 260 und 262, die am Stein 234 befestigt sind. Der Zapfen 256 sitzt mit Preßsitz im Stein. Damit sich der Gestängeteil 236 in seiner Aohsenrichtung leicht verschieben kann, enthält die ihn führende Bohrung des Halters 249 Laufkugeln 257.

Der Kulissenschieber 232 trägt auf der der Schraub« spindel 226 zugewandten Seite einen Ansatz 272 mit einer Stellschraube 270. Diese kann gegen den Schaltknopf 268 eines am Halter 249 befestigten Grenzschalters LS 8 anlaufen, um diesen umzuschalten. Das geschieht, wenn der

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Kulissenschieber 232 vor dein eigentlichen Korrekturvorgang zurückläuft und in seiner Ausgangslage anlagt. Der Urenzschalter setzt dann den Motor 216 still.

Das Abfühlwerk 218 fühlt die Abweichung des Istwertes der Winkelstellung des Tisches vom Sollwert ab. Je nach dem Vorzeichen dieser Abweichung veranlaßt das Abfühlwerk 218 den Steuerschieber 140, den Korrektunnotor 260 im einen oder anderen Drehsinn in Gang zu setzen. Dieser treibt die Schraubspindel 228 entsprechend an, wodurch der Kulissenschieber 232 in der einen oder anderen Richtung verschoben wird, also mit Bezug auf die Fig. 1 und 7 nach oben oder unten. An dieser Verschiebung kann der im Kulissenschlitz geführte Stein 234t nicht teilnehmen, weil er daran durch das P ihn haltende Gestänge 236, 238 gehindert wird, infolgedessen führt die Verschiebung des Kulissenschiebers 232 dazu, dai3 sich der Stein 234 in querrichtung, also parallel zur Schraubspindel 26, verschiebt, weil die Wände 241 und 243 des Kulissenschlitzes etwas schräg verlaufen. Diese Verschiebung des Steines 234 wird durch das Gestänge 236, 238 auf den Lagerbock 30 und auf die Schnecke 26 übertragen, wodurch das Schneckenrad 24 mit dem Drehtisch 20 um den zu korrigierenden Winkel gedreht wird. Sobald dieser erreicht ist, spricht das Abfühlwerk 218 darauf an und veranlaßt das Steuerschaltwerk 140, den Korrekturmotor 210 stillzusetzen. Mithin wird durch die Korrektureinrichtung 62 die Winkellage des Drehtisches ^ 20 sehr genau positioniert. An sich bestünde die Möglichkeit, die Schuecken26 und 28 am liett 94 der Maschine unverschiebbar zu lagern und die Welle 42 mittels eines l'lane teuge triobes durch die Zahnräder 68 und 224 anzutreiben. Demgegenüber bietet aber die Bauart des beschriebenen Ausführungsbeispiels den Vorteil, dall bei der Korrekturbewegung des Tisches eine geringere Reibung zu überwinden ist.

Beim Schruppen des Werkstücks wird die korrektureinrichtung 62 nicht verweudet« Dabei, erfolgt lediglich die Urob te ilschal tuuii, durch den Motor 13t> und eint) genauere Positionierung des Drehtisches durch dio Y) in richtung η·Ί.

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Es finden dabei nacheinander die folgenden Steuervorgänge statts

1. Die Tischklemme 186 wird gelöst.

2. Die Sperrkupplung 66 wird durch Anschluß der Zylinderkammer 206 an die Druckleitung ausgerückt. Die Zylinderkammer 182 des Zylinders 56 wird auf Abfluß geschaltet, was gleichzeitig mit der Schaltung 1 geschehen kann.

3. Der Teilschaltmotor 136 wird in.Gang gesetzt und erteilt der Nockentrommel 150 zwei Umläufe. Dadurch wird die Schnecke 26 so lange in Drehung versetzt, daß sie den Drehtisch 20 um den Teilwinkel dreht.

4. Alsdann wird der Teilschaltmotor I36 durch den Grenzschalter LS7 stillgesetzt.

5. Die Kupplung 66 wird dadurch eingerückt, daß die Zylinderkammer 206 auf Abfluß und die Zylinderkammer 209 auf Druck geschaltet wird. Außerdem wird die Zylinderkammer 182 des Zylinders 56 auf Druck geschaltet.

6. Dann wird die Tischklemme 186 festgezogen, um den Tisch festzuhalten.

Die Folge dieser Schaltungen wird elektrisch, mechanisch und hydraulisch gesteuert.

Beim Schlichten wird nun zusätzlich die Korrektureinrichtung 62 in Betrieb genommen. Dabei ergibt sich die folgende Folge der Schaltvorgänge:

1. Die Tisohklemme 186 wird gelöst.

2. Die Sperrkupplung 66 wird wieder ausgerückt und die Kammer 182 des Zylinders 56 auf Abfluß geschaltet, was gleichzeitig mit dem Schaltvorgang 1 geschehen kann.

3· Der Teilschaltmotor I36 wird in Gang gesetzt und erteilt der Nockentrommel 150 zwei Umdrehungen. Gleichzeitig wird der Korrekturmotor 21b rückläufig in Gang gesetzt. Er zieht daher den Kulissenschieber 232 in die Ausgangsstellung. Ist diese erreicht, dann wird der Grenzschalter LS 8 umge« schaltet und setzt den Korrekturmotor 216 wieder still.

k. Der Teilschaltmotor I36 wird durch den Grenzsohalter LS 7 stillgesetzt.

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5. Die Sperrkupplung 65 wird eingerückt und die Zylinderkanimer 182 des Zylinders 56 wird unter Druck gesetzt.

6. Unter Steuerung durch das .abfühlwerk 218 und das Steuerschaltwerk 140 wird der Korrekturmotor 21b in Vorwärtsrichtung in Gang gesetzt und verschiebt daher den Kulissenschieber 232 vom Grenzschalter LS 8 fort. Dieser Vorgang währt, bis der im Steuerschaltwerk 140 gespeicherte Sollwert der Tischwinkelstellung erreicht ist und dies durch das Abfühlwerk 218 gemeldet wird. Das bedeutet, daß der Drehtisch 20 genau in die richtige Winkellage gelangt ist, die das Abfühlwerk 218 am Raster 22 abliest, in diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die durch die Drehung der Schnecke 26 mittels des Motors I36 erreichte Winkelstellung stets knapp vor der genauen Position des Tisches liegt, weil der durch den Korrekturmotor 21b bewirkte Rückzug des Kulissenschiebers 232 bis zum Umschalten des Grenzschalters LS eine Verschiebung der Schnecke 2b, z» B, mit Bezug auf Fig.l nach links, zur Folge hat. Das bedeutet, daß die Rückstellung des Kulissenschiebers 232 in seiner Ausgangslage eine kleine Rückdrehung des Tisches bewirkt. Hat also die Antriebseinrichtung 54 das Schneckenrad 24 durch Drehen der Schnecke mit Bezug auf Fig. 1 im Uhrzeigersinn annähernd bis in die Sollstellung gedreht, dann führt der Rücklauf des Korrekturmotors im Schaltvorgang Ur. 3 dazu, daß voiu Sollwert ein kleiner Winkel abgezogen wird. Der Tisch gelangt daher in einer Lage zum Stillstand, in der er die Sollstellung noch nicht ganz erreicht hat. In diese wird er dann durch Vorschub des Kulissenschiebers 232 gebracht.

7. Meldet das Abfühlwerk 218 das Erreichen der genauen Sollstellung, dann setzt das Steuerschaltwerk 140 den Korrekturmotor 21b und mit ihm den Kulissenschieber 232 still. Dann wird die Tischklemme 186 wieder eingerückt uad hält den Drehtisch fest.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist also bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel voll und ganz gelöst worden. Indessen läßt sioh dieses Ausführungbeispiel in mannigfachen Hinsichten abwandeln, ohne daß dadurch vom Sinn der Erfindung abgewiohen würde,

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Claims (1)

1. Patentanmeldung: "Teilschaltvorrichtung für den Werkstückträger einer Verzahnungsmaschine"

   PATENTANSPRÜCHE

   (VT) Verfahren zur schrittweisen Teilschaltung eines Werkstückträgers, dadurch gekennzeichnet, daß man die jeweils nach Durchführen einer Teilschaltbewegung erreichte Winkelstellung des Tisches mißt und danach selbsttätig in Abhängigkeit vom ivleßergebnis eine Korrekturdrehung des Werkstückträgers ausführt, wodurch man diesen genau in die Sollstellung Dringt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Durchführen der Teilsohaltbewegung und zum Durchführen der Korrekturdrehung verschiedene Antriebe verwendet.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilschaltbewegung über einen etwas kleineren Winkel erstreckt als dem Sollwert des Teilschaltwinkels entspricht und daß man durch die Korrekturdrehung dem kleineren Winkel den restlichen Winkelbetrag hinzufügt.

   4. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilschaltbewegung aus einer Vorwärtsdrehung des Werkstückträgers und aus einer dieser überlagerten klei« nen Rückwärtsdrehung zusaramenstbzt, die so groß bemessen ist, daß die resultierende TeilsohaltiBwegung etwas kleiner als der Sollwert des Teilwinkels ist.

   Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys, Sebastian Herrmann

   8 MÖNCHEN 2, THERESIEN8TRASSE 33 · Telefon: 281202 · T.lisramm-Aclre»·. Lipafll/München Bayer. V»r»insbank MOndun, Zwiißii. Oikor-von-Milltr-Ring, Kto.-Nr. 883495 · Poiticheck-KonJoi Mönchin Nr. 1Ö3397 Opp*nau»r Büro·. PATENTANWALT DR. RE IN HOLD SCHMIDT

   5. Verfahren nach Anspruch 2 und h, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsdrehung des Werkstückträgers durch die beiden verschiedenen Antriebe bewirkt.

   6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden verschiedenen Antriebe elektrisch steuert und am Ende der anfänglichen Teilschaltbewegung die Größe der erforderlichen Korrekturdrehung dem dafür vorgesehenen Antrieb elektrisch signalisiert.

   7. Verfahren nach Atispruch b, dadurch gekennzeichnet, daß man das Signal in Abhängigkeit von dem Ergebnis der selbsttätigen Messung der Winkelstellung des Werkstückträgers am Ende der Teilschaltbewegung bemißt.

   S. Tei!schaltvorrichtung für einen drehbaren Werkstückträger zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 7 mit einem einschaltbaren Schrittschaltantrieb, durcli den der Werkstückträger eine Grobteilschaltung erfährt, gekennzeichnet durch ein Meßwerk (218, 222) zum Messen der durch die Grobteilschaltung erreichten Winkelstellung des Werkstückträgers (20) und durch eine von diesem Meßwerk abhängige Steuerung (l*tü, 2Ib^ durch welche der Schrittschaltantrieb (20 - 52) für eine zusätzliche Feiuteilschaltuug eLuschaltbar ist, durch die der Werkstückträger genau in die Sollstellung gedreht wird.

   9. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilschaltantrieb aus einem eine autriebschnecke (2ü) für den drehbaren Workstückträger (2u) drehenden Grobautrieb (13b - -170) und aus einem diese Schnecke (2b) verschiebenden Feiuantrieb (2Iu - 2uh) besteht.

   IU. Teilschaltvorrichtuug nach Anspruch \) _t dadurch gekennzeichnet, daß der Grobantrieb eine ein- und ausrückbar^ Sperrkuppluug (ob) euthüLt, durcli die im eingerückten /ustaud ein mit der Schnecke (2b) zu gemeinsamer Drehung verbundenes Zahnrad (be) feststellbar ist.

   009837/1569

   11. Texlschaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Plan-Kerbzahnkupplung darstellt, deren eine Hälfte (198) an dem Zahnrad (68) sitzt und deren andere Hälfte (188) an einem gegen Drehung gesicherten Maschinenteil (192) angeordnet ist.

   12. Texlschaltvorrichtung nach Anspruch 9> 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine zweite Schnecke (28), die mit dem am Werkstückträger (20) befestigten Schneckenrad (24) kämmt und durch einen Druckerzeuger (56, 58),durch den die beiden Schnecken (26, 28) in Achsenrichtung verschiebbar sind, und daher das Schneckenrad (24) bei Beendigung der Teilschaltbewegung feststellbar ist. .

   13. Texlschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis * 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittschaltantrieb (2b -

   52) durch die Steuerung(140 - 216) periodisch einschaltbar ist.

   I4_ft Teilsehaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Schrittschaltantrieb (26 - 52) durch einen Grobantrieb (I36 - 170) bei Beginn einer Teilschaltung und danach durch einen Feinantrieb (140 -216) unter Steuerung durch das Meßwerk (218, 222) antreibbar ist.

   15« Texlschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittschaltantrieb (26 - 52) auch während des Grobantriebes durch den Peinantrieb (140 - 216) unabhängig vom Meßwerk (218 - 222) gegenläufig m antreibbar ist .und die während des Grobantriebes zurückgelegte Drehung des Werkstückträgers (20) daher etwas kürzer als der Sollwert der Teilschaltung ist.

   16. Texlschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk ein optischelektrisches Meßwerk mit einer linearen Rasterteilung (222) auf dem Umfang des drehbaren Werkstückträgers ist, .

   009837/1B59

   17. Teilschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinantrieb einen umsteuerbaren Motor (216) aufweist, der durch Spindel (228) und Mutter (230) einen Kulissenschieber (232) verschiebt, der seinerseits die Verschiebung der Antriebsschnecke (26) des drehbaren Werkzeugträgers (20) bewirkt.

   18. Getriebe bestehend aus einem angetriebenen ersten und antreibenden zweiten verzahnten Getriebeelement mit Einrichtung zum Aufnehmen des Zahnspiels, gekennzeichnet durch ein drittes verzahntes Getriebeelement (23), das im Abstand von dem zweiten verzahnten Getriebeelement (26) in das erste Getriebeeleinent (24) eingreift und auf Leerlaufeingriff in das erste verzahnte Getriebeelement (24) während dessen Antrieb durch das zweite Getriebeelement umschaltbar ist und weiter gekennzeichnet durch einen Krafterzeuger (56, 58), der während der Niohtdrehung der Getriebeelemente auf das zweite und das dritte Getriebeelement (26, 28) einen Druck ausübt, durch den diese an entgegengesetzt gelegene Zahnflanken des ersten Getriebeelementes (24) angedrückt werden.

   19. Getriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Getriebeelement ein Schneckenrad (24) und das zweite und dritte Getriebeelement je eine Schnecke (26, 28) ist und daß der Druckerzeuger (56» 58)» der auf die beiden Schnecken (26, 28) axiale Kräfte ausübt, während des periodischen ürehantriebes des zweiten Getriebeelementes (26) linwirksam iat«

   20. Getriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken (26, 28) in verschiebbar geführten Lagerbökken (30, 32) gelagert sind, an denen der Druckerzeuger (56, 58) angreift.

   21. Getriebe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckerzeuger von einem Druckiuittelaggregat (5b, 58) gebildet wird, das die die Schnecken (26, 28) tragenden Lagerböcke (30, 32) während des Stillstandes der Schnecken unter Druck setzt und während der Drehung der Schnecken drucklos ist.

   009837/Ί5Β9

   22. Teilschaltvorrichtung für die schrittweise Weiterschaltung eines drehbaren Werkstückträgers durch einen mit diesem in Getrieoeverbindung stehenden Getriebezug, zu dem ein Zahnrad gehört, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad durch eine Plan-Kerfeζahnkupplung (66) mit einem gegen Drehung gesicherten Maschinenteil (192) kuppelbar und dadurch gegen Drehung sperrbar ist.

   009837/16 59