DE3436938C1 - Vorrichtung zum Stillsetzen einer Drehspindel an Drehmaschinen in vorbestimmten Winkelstellungen - Google Patents

Description

• Die eine Verzahnung 6 ist dabei das Gegenstück zur Verzahnung 8 des ersten Stirnzahnringes 4. Die Zähnezahl der anderen Verzahnung 7 weicht geringfügig von der der Verzahnung 6 ab. Die Teilung der Verzahnung 7 entspricht der Teilung der Verzahnung 10 des zweiten Stirnzahnringes 9. Den beiden Stirnzahnringen 5, 9 steht ein vierter Stirnzahnring 11 gegenüber, dessen Verzahnung 12 die Verzahnungen 7, 10 der beiden Stirnzahnringe 5, 9 überdeckt Der vierte Stirnzahnring 11 ist auf der Drehspindel 2 axial verschieblich gelagert und durch eine Paßfeder 13 und Paßfedernut 14 gegen Verdrehung gegenüber der Drehspindel 2 gesichert. Auf seinem Außenumfang ist ein Wälzlager 17 festgelegt, das in einer Schaltgabel 15 aufgenommen ist. Die Schaltgabel 15 ist an der Kolbenstange 18 einer Kolben-Zylinderanordnung 19 befestigt. Eine spiegelbildliche Ausführung 20 der Kolben-Zylinderanordnung 19 trägt mit ihrer Kolbenstange 21 eine Schaltgabel 22, in der ein den dritten Stirnzahnring 5 halterndes Wälzlager 16 aufgenommen ist. Auf den Stirnzahnring 11 wirkt zusätzlich ein Ringkolben 23 einer weiteren Kolben-Zylindereinheit 24.
• Die Lage der Schaltgabeln 15, 22 kann durch Schalter 25, 26, 27 abgefragt werden.
• Die weitere Gestalt der Spindel 2 und des Spindelkastens 1 ist nicht dargestellt. Insbesondere der Spindelantrieb wird durch handelsübliche Antriebsmotoren bewirkt, die die Drehspindel 2 innerhalb des kleinsten Zahnabstandes aller Stirnverzahnungen 6, 7, 8, 10, 12 positionieren können. Dies ist beispielsweise mit einem lagegeregelten Gleichstrommotor ohne weiteres möglich. Ein separater Antriebsmotor nur für die Schleichgangbewegung der Drehspindel 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen.
• Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach Beendigung der Drehbearbeitung wird die Drehspindel 2 mit der niedrigsten Drehzahl, die der Antricbsmotor abzugeben in der Lage ist, weiter angetrieben, bis eine vorgegebene Position der Drehspindel 2 erreicht ist. Der erste und dritte Stirnzahnring 4, 5 sowie der zweite und vierte Stirnzahnring 9, 11 sind dabei außer Eingriff. Wenn die Spindelposition sowohl für den Stirnzahnring 9 als auch für den Stirnzahnring 4 so ist, daß die Gegenstirnzahnringe 11, 5 eingerückt werden können, kann die Drehspindel 2 unmittelbar durch die Kolben-Zylinderanordnung 24 verriegelt werden.
• Die Drehspindel 2 soll nun um einen Winkel weitergedreht werden, der nicht den Zahnteilungen der Stirnzahn ringe 4,9 entspricht. Zwischen der Zahnteilung der Stirnzahnringe 5, 4 und der Stirnzahnringe 5, 11 besteht nur ein geringer Unterschied, Die Drehspindel 2 kann nun um beliebige Vielfache dieses Winkelunterschiedes gedreht und verriegelt werden. Dazu werden zuerst durch die Schaltgabeln 15, 22 die Stirnzahnringe 4, 5 außer Eingriff gebracht und die Drehspindel 2 um einen Winkel gedreht, der dem vorgenannten Vielfachen multipliziert mit der Zahnteilung des Stirnzahnringes 4 entspricht. Dann wird durch die Schaltgabel 22 der Stirnzahnring 5 mit dem Stirnzahnring 4 verriegelt. Dabei kommt die Verzahnung 7, 12 außer Eingriff. Die Drehspindel 2 wird nun in entgegengesetzter Richtung um einen Winkel gedreht, der dem gleichen Vielfachen der Zahnteilung des Stirnzahnringes 11 entspricht. Der Stirnzahnring 11 wird dann mit den Stirnzahnringen 5, 9 durch die Schaltgabel 15 in Eingriff gebracht, und alle Verzahnungen 6,7,8, 10, 12 werden durch den Ringkolben 23 spielfrei verriegelt. Der zweite Stirnzahnring 9 dient dabei lediglich der Spielfreiheit der Vorrichtung, denn der vierte Stirnzahnring 11 läßt sich wegen der zwingend notwendigen Axialbewegung nicht spielfrei mit der Drehspindel 2 verbinden.
• Der Schaltvorgang soll an einem Zahlenbeispiel demonstriert werden: Die Verzahnungen 6, 8 des ersten und dritten Stirnzahnringes 4, 5 mögen je 45 Zähne aufweisen. Wenn der zweite und vierte Stirnzahnring 9, 11 sowie die Verzahnung 7 des dritten Stirnzahnringes 5 je 48 Zähne haben, ergibt sich ein Teilungsunterschied von 0,5 Grad. Um beliebige, ganzzahlige Vielfache dieses Winkels läßt sich die Drehspindel 2 weiterschalten und lagegenau verriegeln. Als Vielfaches werde z. B. 10 gewählt. Die Drehspindel 2 wird also um das 10fach der Zahnteilung des Stirnzahnringes 4, d. h. um 80 Grad, gedreht. Nachdem der erste Stirnzahnring 4 mit dem dritten Stirnzahnring 5 in Eingriff gebracht worden ist, wird die Drehspindel 2 in entgegengesetzter Richtung um das 10fach der Zahnteilung des Stirnzahnringes 11, also um 75 Grad gedreht. Damit ist die Spindel um 5 Grad gedreht worden.
• Der kleinste mögliche Schaltwinkel ist demnach nur von der Zähnezahldifferenz der beteiligten Stirnzahnringe abhängig. Die Genauigkeit der Drehspindelposi tion ist durch die Fertigungsgenauigkeit der Stirnzahnringe festgelegt.
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Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Stillsetzen einer Drehspindel an Drehmaschinen in vorbestimmten Winkelstellungen, gekennzeichnet durch einen ersten mit dem Spindelgehäuse (1) fest verbundenen Stirnzahnring (4), einen zweiten mit der Drehspindel (2) fest verbundenen Stirnzahnring (9), dessen Stirnverzahnung (10) in die gleiche Richtung weist wie die Stirnverzahnung (8) des ersten Stirnzahnringes (4), einen dritten Stirnzahnring (5) mit einer dem ersten Stirnzahnring (4) zugewandten ersten Stirnverzahnung (6) gleicher Teilung und einer zweiten in gleicher Richtung wie die Stirnverzahnung (10) des zweiten Stirnzahnringes (9) weisende Stirnverzahnung (7) mit gleicher Teilung wie die des zweiten Stirnzahnringes (9), einen vierten auf der Drehspindel (2) undrehbar gelagerten Stirnzahnring (11), dessen Stirnverzahnung (12) der des zweiten und dritten Stirnzahnringes (5, 9) gegenübersteht, wobei alle Stirnzahnringe (4, 5, 9, 11) die Drehspindel (2) konzentrisch umgeben und der dritte und vierte Stirnzahnring (5, 11) wahlweise axialverschieblich und gemeinsam mit der Drehspindel (2) drehbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte und vierte Stirnzahnring (5; 11) jeweils in einem Wälzlager (16; 17) gelagert ist, das in einer druckmittelbetätigten Schaltgabel (22; 15) gehalten ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnzahnringe (4, 5, 9, 11) durch die Kraft eines konzentrisch zur Drehspindel (2) angeordneten Ringkolbens (23) axial beaufschlagbar sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung der axialen Stellung der verschieblichen Stirnzahnringe (5, 11) Schalter (25,26,27) vorgesehen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem lageregelbaren Drehspindelantriebsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der drehbaren Stirnzahnringe (5,9, 11) der lageregelbare Drehspindelantriebsmotor vorgesehen ist Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stillsetzen einer Drehspindel an Drehmaschinen in vorbestimmten Winkelstellungen.

   Bekannte Vorrichtungen dieser Art benutzen zur Festlegung der Spindelposition Rast- und Fixierscheiben, in die Bolzen oder Schaltklinken eingreifen, wenn die Drehspindel die gewünschte Position erreicht hat (DE-PS 3040 982). Derartige Verriegelungselemente lassen naturgemäß nur eine geringe Anzahl von Stillsetzpositionen zu.

   Es ist bei Werkzeugrevolverköpfen und Schalttischen von Fräsmaschinen außerdem bekannt, an den Stirnflächen mit Verzahnung versehene Kupplungsringe zur Festlegung der Winkelstellung des drehbaren Teiles gegenüber dem Basisteil zu benutzen. Die DE-OS 27 03 796 zeigt eine Schalteinrichtung für einen Werkstücktisch, die mit einem feststehenden Stirnzahnring, einem drehbaren Stirnzahnring, dessen Zahnteilung geringfügig von der Teilung des ersten Stirnzahnringes abweicht, und einem diesen beiden Stirnzahnringen gegenüberliegenden dritten Stirnzahnring arbeitet, der zwei den gegenüberliegenden Stirnzahnringen entsprechende Verzahnungen trägt. Der dritte Ring wird in fest vorgegebenem Verhältnis zur Drehung des drehbaren Stirnzahnringes angetrieben. Dadurch lassen sich Schaltwinkel realisieren, die der Zahnteilungsdifferenz der beiden Stirnzahnringe entsprechen.

   Der Antrieb der beiden Stirnzahnringe mit einem hohen Übersetzungsverhältnis muß ständig in Eingriff bleiben, damit die Zuordnung der Stirnzahnringe zueinander nicht verloren geht. Das ist bei Drehmaschinen nicht möglich, da zwischendurch normale Drehbearbeitungen an der Spindel durchgeführt werden müssen.

   Auch läßt sich ein so hohes Übersetzungsverhältnis, wie es für die Antriebsverzweigung zwischen den beiden Stirnzahnringen erforderlich ist, bei Drehspindelantrieben nur mit hohem Aufwand erreichen. Bei dem bekannten Werkstücktisch ist für die Schaltbewegung ein eigener Antrieb vorgesehen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Stillsetzen der Drehspindel einer Drehmaschine mit sehr feiner Teilung der Stillsetzpositionen zu schaffen.

   Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

   In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Vorrichtung keinen eigenen Antriebsmotor benötigen, sondern durch den lagegeregelten Hauptspindelantriebsmotor angetrieben werden.

   Die Stillsetzeinrichtung muß in der Lage sein, die Momente aufzunehmen, die infolge der Bearbeitung am Werkstück auftreten. Deshalb wird der Antrieb für die axiale Verschiebung der Stirnzahnringe vom Verriegelungsantrieb getrennt. Eine gleichmäßige, spielfreie Verriegelung ergibt sich insbesondere durch einen koaxial zu den Stirnzahnringen angeordneten Ringkolben.

   Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

   In einem Spindelkasten 1 ist eine Drehspindel 2 mittels Wälzlager 3 gelagert. An der Innenseite der Vorderwand des Spindelkastens 1 ist ein erster Stirnzahnring 4 befestigt, der die Drehspindel 2 konzentrisch umgibt Ein zweiter Stirnzahnring 9 besitzt einen kleineren Durchmesser als der erste Stirnzahnring 4 und ist unverschieblich auf der Drehspindel 2 befestigt. Gegenüber dem ersten Stirnzahnring 4 ist ein dritter Stirnzahnring 5 in der Bohrung eines Wälzlagers 16 gelagert, der den zweiten Stirnzahnring 9 umgibt. Dieser dritte Stirnzahnring 5 trägt Verzahnungen 6, 7 auf beiden Stirnflächen.