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Verfahren und Steueranordnung zum Einrichten eines zahn-
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radförmigen Werkstückes Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist das
Einrichten eines zahnradförmigen Werkstückes auf einer Zahnflankenschleifmaschine
mit einer Drehzustellung des Werkstückes oder tangentialer Zustellung des Werkstückes
oder Schleifkörpers beim Einflankenschliff, einer radialen Zustellung des Schleifkörpers
beim Zweiflankenschliff, wobei die Radialzustellung von einem Startsignal ausgelöst
wird* die Werkstückmitte nahezu in Verlängerung der Mittellinie des Schleifkörpers
liegt und die Zustelipositionen der Anfunkpunkte der Flanken gespeichert werden.
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Aus dem Patent DD 0153196 ist bereits eine Positioniereinrichtung
für Schleifkörper und Zahnrad an Zahnflankenschleifmaschinen bekannt, die das Einrichten
des Schleifkörpers bezüglich einer Zahnlücke des Zahnrads vornimmt, Mittels einer
langsamen Wälzbewegung und einer gleichzeitig durchgeführten kontinuierlichen Zustellbewegung
wird die relative Lage zwischen der Zahnlücke und dem in sie bis zu vorbestimiter
Tiefe eingetauchten Schleifkörper so lange verlängert, bis der schleifkörper eine
Zahnflanke berührt Die Beruhrung wird mittels optischem oder akustischem Sensor
signalisiert beziehungsweise von einem Bediener wahrgenommen; der daraufhin einen
Taster betätigt. Dadurch wird die erreichte Position des Zustellantriebes in einem
Rechner gespeichert. Daran schließt sich der gleiche Vorgang für die zweite Zahnflanke
an. Aus den beiden gespeicherten Berührungapositionen wird eine mittlere Position
errechnet, die als Ausgangsposition des Schleifkörpers für das nachfolgende Zahnflankenschleifen
verwendbar ist.
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Nachteil der vorgeschlagenen Lösung ist, daß der Bediener die erforderliche
Grobpositionierung der Zahnlücke zum Schleifkörper vornehmen muß. Diese Lösung ist
damit nicht durchgängig automatisierbar und nicht für einen vollautomatischen
Ablauf
des Zahnflankenschleifens geeignet.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, zum Positionieren des Werkstuckes
gegenüber dem Schleifkörper eine Meßsteuerung einzusetzen, wobei der Geber in Richtung
der Bettschlittenbewegung neben dem Schleifkörper angeordnet wird. Setzt man voraus,
daß zur Eliminierung der thermischen Positionsänderungen des Schleifkörpers vor
dem Positionieren abgerichtet wird, verbleiben folgende Nachteile: Die vorgeschlagene
Meßeinrichtung beinhaltet nur das Antasten der Zahnlücke und der Zahnluckenmittet
Sie beinhaltet nicht das Ermitteln der linken und rechten Spielauslage und das radiale
Positionieren, Damit ist dieser Vorschlag ebenfalls nicht für einen vollautomatischen
Arbeitsablauf des Zahnflankenschleifens geeignet. Außerdem müßte beim Wechsel der
Diamanten die Meßsteuerung neu justiert werden Aus DE-OS 27 17 517 ist weiterhin
eine Indexiereinrichtung zur Lageberichtigung von Zahnrädern bekannt, die einen
radial zum Zahnrad ausgerichteten und mittels Hilfskraft in dieser Radialrichtung
bewegbaren Indexstift enthält.
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Ergibt die zufällige Stellung des Zahnrades, daß der Indexstift im
Verlauf der Radialbewegung zuerst auf die Zahnkopffläche anstatt auf eine Zahnlücke
trifft, wird er durch Hilfskraft kurzzeitig zurückgezogen, das Zahnrad festgespannt
um ein vorbestimmtes Maß gedreht und die Spannvorrichtung wieder gelöst.
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Die beiden Fälle der ersten Berührung von Indexstift mit der Zahnkopffläche
und von Indexstift mit einer Zahnflanke unterscheidet ein Endschalter mit verstellbaren
Nocken.
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Bei dieser Lösung besteht der Nachteile daß zur Unterscheidungsfähigkeit
der beiden genannten Fälle eine manuelle Einstellung vorgenommen werden muß. Diese
Einstellung ist für unterschiedliche Werkstückdurchmesser jeweils zu erneuern und
erstreckt sich im Bedarfsfall über die Nocken hinaus auf den Endschalter selbst.
Auch diese Lösung ist deshalb für eine Einbeziehung des Einrichtens in einen automatisierten
Ablauf des Zahnflankenschleifens ungeeignet.
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Schließlich sind bereits Anfunksteuerungen bekannt. Sie beruhen darauf,
daß die Zustellung eines rotierenden Schleifkörpers bezüglich eines Werkstückes
beendet wird, sobald beide einander berühren. Als Folge der Berührung erhöht der
Schleifkörpermotor seine Wirkleistungsauf nahxew was mittels eines Schwellwertschalters
für die Wirkleistungsgröße festgestellt wird.
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Im Rahmen solcher Anfunkateuerungen ist es aus DE-OS 20 04 911 auch
bereits bekannt, ausgelöst von der Beruhrung die Zustellung aus einem Eilvorschub
in einen Arbeitsvorschub umzuschalten.
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Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden1 daß die xanuell auszuführenden
Bedienungehandlungen beim Einrichten entfallen.
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Die in Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen
Mängel haben ihre Ursache in der fehlenden Orientierung auf Einbeziehung des Einrichtens
in einen automatisierten Ablauf des Zahnflankenschleifenss Um diese Ursache zu beseitigen,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Steueranordnung
zum Einrichten eines zahnradförmigen Werkstücke auf einer Zahnflankenschleifmaschine
mit einer Drehzustellung des Werkstücke oder tangentialer Zustellung des Werkstücks
oder schleifkörper beim Einflankenschliff, einer radialen Zustellung des schleifkörpers
beim Zahnflankenschliff, wobei die Radialzustellung von einem Startsignal ausgelöst
wird, die werkstückmitte nahezu in Verlängerung der Mittellinie des schleifkörpers
liegt, die Zustellpositionen der Anfunkpunkte der Flanken gespeichert werden und
in der Steueranordnung einem ersten Antrieb für die Radialzustellung des Schleifkörpers
ein Meßsystem, ein erster Netzschalter und ein erster Richtungsumechalter, einem
zweiten Antrieb für die Drehbewegung eines Rundtisches, auf dem das Werkstück festgespannt
ist. ein Meßsystem, ein Speicher, ein zweiter Netzschalter und ein
zweiter
Richtungsumschalter zugeordnet sind. unter Verwendung eines auf Anfunken ansprechenden
ersten Schwellwertschalters, der den ersten Netzschalter ansteuert, derart auszubilden,
daß der Schleifkörper aus einer beliebigen relativen Anfangslage zum Werkstück sukzessive
in eine definierte Endlage gebracht wird.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Schleifkörper abhängig
von einer vorbestimmten ersten Schnittkraft in der Radialzustellung angehalten und
das Werkstück gedreht wird, das Werkstück entweder sofort abhängig von einer zweiten
Schnittkraft, die kleiner ist als die erste Schnittkraft, in der Drehbewegung angehalten
und der Schleifkörper erneut radial zugestellt wird, das Werkstück jeweils abhängig
von einer vorbestimmten dritten Schnittkraft; die größer ist als die erste Schnittkraft,
in der Drehbewegung umgekehrt wird, daß die Radialzustellung des Schleifkörpers
und die Abhängigkeit von der ersten Schnittkraft ausgelöste Drehbewegung des Werkstückes
im fortwährenden Wechsel entlang einer Zahnflanke vorgenommen werden, die RadialzustelXung
beendet ist, wenn die radiale Soll-Position erreicht ist, die Anfunkposition der
ersten Flanke vorliegt, wenn die dritte Schnittkraft nach Erreichen der radialen
Position das erste Mal erreicht ist, die Anfunktposition der zweiten Flanke vorliegt
und das Anfunken beendet wird, wenn die dritte Schnittkraft das zweite Mal erreicht
ist.
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Dabei ist die Steueranordnung dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter
Schwellwertschalter, ein erstes Tor, ein zweites Tor, ein Negator, ein erstes ODER-Glied,
ein zweites ODER-Glied und ein Zähler mit den Zählstellungen Null bis Drei vorgesehen
sind, der Eingang des zweiten Schwellwertschalters parallel zum Eingang des ersten
Schwellwertschalters angeordnet ist, die Schaltschwelle des zweiten Schwellwertschalters
höher als die Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters eingestellt ist, der
Ausgang des ersten Schwellwertschalters über den Negator und das erste Tor mit dem
Steuereingang des ersten Netzschalters und parallel dazu mit dem ersten Eingang
des ersten OD-R-Gliedes verbunden ist, der Ausgang des
ersten ODER-Gliedes
über das zweite Tor mit dem Steuereingang des zweiten Netzschalters verbunden ist,
der zweite Schwellwertschalter ausgangsseitig mit den Steuereingängen des zweiten
Richtungsumschalters, des Speichers und des Zählers verbunden ist, der Ausgang des
Zählers mit dem Steuereingang des zweiten Tores und dem ersten Eingang des zweiten
ODER-Gliedes verbunden istw der Ausgang des Meßsystems für die radiale Position
mit dem zweiten Eingang des ersten ODER-Gliedes und dem zweiten Eingang des zweiten
ODER-Gliedes verbunden ist, der Ausgang des zweiten ODER-Gliedes mit dem Steuereingang
des ersten Tores verbunden ist und das Meßsystem für die Drehposition des Werkstückes
mit dem Speicher verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung bringt den rotierenden Schleifkörper in
die radiale Soll-Position, funkt nacheinander beide Flanken an und speichert die
Anfunkpositionen der beiden Flanken.
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Die erfindungsgemäße Lösung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
näher beschrieben. Die Figur zeigt die Steueranordnung zur Durchführung des Verfahrens
in einer schematischen Darstellung.
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Zu einer nicht dargestellten Zahnflankenschleifmaschine gehört ein
Bettschlitten 1, der einen Rundtisch 2 trägt, auf dem ein Zahnrad 3 festgespannt
ist. Die Rotationsbewegung eines Schleifkörpers 4 wird durch einen Gleichstrommotor
5 erzeugt, der über einen Schalter 6 an eine Stromversorgung angeschlossen ist und
dabei eine der jeweiligen Belastung entsprechende Leistung verbraucht, die von einem
Leistungsaesser 7 erfaßt wird.
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Ein erster Antrieb, der einen ersten Motor 8 mit einem radialen Meßsystem
9 und einen Schraubtrieb 10 enthält, ist für die Radialzustellung des Schleifkörpers
4 bezüglich des Zahnrades 3 vorgesehen. In der Zuleitung zum Motor 8 sind ein erster
Netzschalter 11 und ein erster Richtungsumechalter 12 angeordnet.
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Ein zweiter Antrieb, zu dem ein zweiter Motor 13 mit einem Meßsystem
für die Drehposition des Werkstückes 14 und ein Schneckentrieb 15 gehören, besorgt
die Drehbewegung des Rundtisches 2. Dem zweiten Motor 13 sind ein zweiter Netzschalter
16 und ein zweiter Richtungsulschalter 17 vorgeschaltet.
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Am Leistungsmesser 7 sind parallel ein erster Sohwellwertßchalter
18 und ein zweiter Schwellwertschalter 19 angeschlossen. Der Ausgang des ersten
Schwellwertschalters 18 ist über einen Negator 20 und ein erstes Tor 21 mit dem
Steuereingang des ersten Netzschalters 11 und parallel dazu mit dem ersten Eingang
des ersten ODER-Gliedes 22 verbunden. Der Ausgang des ersten ODER-Gliedes 22 ist
über ein zweites Tor 23 mit dem Steuereingang des zweiten Netzschalters 16 verbunden.
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Am Ausgang des zweiten Schwellwertschalters 19 sind die Steuereingänge
des zweiten Richtungsuischalter 17+ des Zählers 24 und des Speichers 25 angeschlossen.
Am Ausgang des Zählers 24 ist der Steuereingang des zweiten Tores 23 und parallel
dazu der erste Eingang des zweiten ODER-Gliedes 26 angeschlossen.
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Am Ausgang des Meßsystems für die radiale Position 9 sind der zweite
Eingang des zweiten ODER-Gliedes 26 und parallel dazu der zweite Eingang des ersten
ODER-Gliedes 22 angeschlossen. Am Ausgang des zweiten ODER-Gliedes 26 ist der Steuereingang
des ersten Tores 21 angeschlossen.
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Das Meßsystem für die Drehposition des Werkstückes 14 ist mit dem
Speicher 25 verbunden.
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Der Zähler 24 wird so eingestellt, daß er bei Einflankenschliff bei
der Zählstellung Drei und bei Zweiflankenschliff bei der Zählstellung Zwei ein Signal
ausgibt.
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Außerdem ist die erste Richtung der Drehbewegung des Werkstückes die
gleiche wie beim Schleifen.
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Die Wirkungsweise der Steuerung beim Schleifen im Einflankenschliff
ist wie folgt: Mit einem nicht gezeichneten Einschalter wird die Anfunksteuerung
aktiviert. Der Zähler 24 steht auf Zählstellung Null.
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Bei eingelegtem Schalter 6 rotiert der Schleifkörper 4,
der
eine vom Zahnrad 3 entfernte Ausgangsstellung einnimmt. Der Leistungstesser 7 gibt
ein Analogsignal aus, das die Leerlaufleistung des Schleifkörpers 4 abbildet.
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Die Schalt schwelle des zweiten Schwellwertschalters 19 ist höher
eingestellt als die Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 18, diese wiederum
höher als das genannte Analogsignal. Beide Schwellwertschalter 18 und 19 bleiben
vorerst in ihrer Ausgangslage und geben ein O-Signal ab. Der zweite Netzschalter
16 wird nicht angesteuert und ist geöffnet. Der zweite Antrieb steht still.
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Da der Negator 21 ein L-Signal ausgibt, wird der erste Netzschalter
11 angesteuert und geschlossen.
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Der erste Antrieb stellt den Schleifkörper 4 in Richtung des Zahnrades
3 zu.
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Beim Au funken erhöht sich die vom Schleifkörper 4 aufgenommene Leistung
gegenüber der bisherigen Leerlaufleistung.
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Das vom Leistungstesser 7 abgegebene Analogsignal steigt und läßt
den ersten Schwellwertschalter 18 ausgangsseitig von O-Slgaal auf L-Signal umschalten.
Dadurch wird der erste Netzschalter 11 geöffnet und der zweite Netzschalter 16 geschlossen.
Die Radialzustellung wird beendet und statt dessen eine Drehbewegung des Rundtisches
2 mitsamt aufgespanntem Zahnrad 3 eingeleitet.
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Für den weiteren Ablauf sind zwei mögliche Fälle zu unterscheiden,
die von der Richtung der ersten Drehbewegung des Rundtisches 2 abhängen.
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Als erster Fall soll angenoen werden, daß die eingeleitete Drehbewegung
des Rundtisches 2 diejenige Richtung aufweist, bei der die berührte Zahnflanke noch
mehr gegen den Schleifkörper 4 gedrückt wird. Die vom rotierenden Schleifkörper
4 aufgenommene Leistung vergrößert sich noch wehr, so daß auch der zweite Schwellwertschalter
19 anspricht.
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Sein Auegangssignal beaufschlagt den zweiten Richtungsuschalter 17,
der die Drehbewegung des Rundtisches 2 in die entgegengesetzte Richtung umschaltet.
Gleichzeitig wird der Zähler 24 in die Zählatellung "Eins" gebracht. Weiterbin wird
der Speicher 25 aktiviert und die Drehposition abgespeichert. Dieser Wert wird später
überschrieben.
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Durch die Richtungsumschaltung der Drehbewegung des Rundtisches 2
entfernt sich das Zahnrad 3 vom Schleift körper 4 in näherungsweise tangentialer
Richtung. Der Leistungsmesser 7 gibt ein Signal aus, das erneut der Leerlaufleistung
des Schleifkörpers 4 entspricht, Beide Schwellwertschalter 18 und 19 kippen in ihre
Ausgangsstellung zurück und geben O-Signal aus. Der zweite Netzschalter 16 wird
geöffnet und der erste Netzschalter 11 wieder geschlossen. Es setzt eine erneute
Radialzustellung des Schleifkörpers 4 bezüglich des Zahnrades 3 ein.
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Von nun ab tritt eine Bewegungsfolge auf, bei der sich eine Radialzustellung
des Schleifkörpers 4 und eine Drehbewegung des Rundtisches 2 in der zuletzt genannten
Richtung abwechseln. Die dabei zurückgelegten Wege sind vom Abstand der oberen und
hysteresebedingten unteren Ansprechechwelle des ersten Schwellwertschalters 18 in
Bezug auf den Ausgangssignalpegel des Lefstungsmessers7 bei Leerlaufleistung abhängig.
Es tritt eine annähernd stufenförmige Relativbewegung zwischen dem Schleifkörper
4 und dem Zahnrad 3 auf, die entlang einer Zahnflanke verläuft. Erreicht der Schleifkörper
4 die radiale Soll-Postition, dann gibt das Meßsystem für die radiale Position 9
ein L-Signal aus. Als Folge davon werden das erste Tor 21 und somit der erste Netzschalter
11 geöffnet sowie über das erste ODER-Glied 22 und das zweite Tor 23 der Netzschalter
16 geschlossen. Hierdurch werden die radiale Zustellung abgeschaltet und die Drehbewegung
eingeschaltet, obwohl die erste Schnittkraft nicht erreicht ist. Dadurch wird die
Werkstückflanke auf den Schleifkörper zu bewegt, die zu der anliegenden Flanke im
Tischgetriebe gehört.
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Bei Erreichen der dritten Schnittkraft wird der zweite Schweliwertschalter
19 aktiviert. Dadurch wird der Speicher 25 angesteuert, der Zähler 24 auf "Zwei"
geschaltet und der zweite Richtungsumschalter 17 umgeschaltet. Dies bewirkt ein
Abspeichern der ersten Drehposition des Werkstückes 3 für die angefunkte Flanke
und ein Wechsel der Werkstückdrehung.
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Beim nochmaligen Erreichen der zweiten Schnittkraft wird wieder der
zweite Schwellwertschalter 19 aktiviert. Dadurch wird der Speicher 25 angesteuert
und die zweite Drehposition des Werkstückes 3 für diese angefunkte Flanke abgespeichert.
Weiterhin wird der Zähler 24 auf "Drei" geschaltet. Bei "Drei" gibt der Zähler 24
ein L-Signal aus.
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Dadurch wird das zweite Tor 23 geöffnet und die Drehbewegung des Werkstückes
abgeschaltet. Der Anfunkvorgang ist beendet.
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Als zweiter Fall gilt, daß die eingeleitete Drehbewegung des Rundtisches
2 diejenige Richtung aufweist, bei der die berührte Zahnflanke vom Schleifkörper
4 weg bewegt wird. Im Unterschied zum ersten Fall tritt von nun ab bereits die Bewegungsfolge
auf, bei der sich eine Radialzustellung des Schleifkörpers 4 und eine Drehbewegung
des Rundtisches 2 in der verher beschriebenen Weise abwechseln. Der zweite Schwellwertschalter
19 wird das erste Mal aktiviert, wenn der Schleifkörper 4 am Zahngrund die entgegengesetzte
Zahnflanke berührt. Bis zur Abschaltung aller drei Antriebe wird im Vergleich zum
ersten Fall ein Richtungswechsel mehr bei der Bewegung zwischen den beiden Zahnflanken
entlang des Zahngrundes ausgeführt, Trifft der schleifkörper 4 zu Beginn des Einrichtsvorganges
auf eine Zahnkopfflãche, dann ergibt sich ebenfalls der zweite Fall weil die eingeleitete
Drehbewegung des Rundtisches 2 diejenige Richtung aufweist, bei der die berührte
Zahnflanke vom Schleifkörper weg bewegt wird.
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Die Wirkungsweise der Steuerung beim Schleifen im Zweiflankenschliff
ist zum Teil abweichend.
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Die eingestellte Drehung des Werketückes stimmt mit der Drehrichtung
beim Schleifen überein, Der Ablauf des Anfunkvorganges ist bis zum wechselnden radialen
Zustellen und Drehen des Werkstückes beim Berühren einer Flanke der gleiche.
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Kommt die zweite Flanke zusätzlich zum Eingriffs dann steigt die Schnittkraft
an, bis die dritte Schnittkreft erreicht wird. Dadurch wird der zweite Schwellwertscealter
19 aktiviert.
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6er Zähler 24 gibt bei der Zahlstellung "Eins" ein L-Signal aus. Hierdurch
werden das zweite Tor 23 und über das zweite ODER-Glied 26 das erste Tor 21 geschlossen.
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Damit werden die Drehung des Werkstückes und die radiale Zustellung
abgeschaltet. Außerdem wird der Speicher 25 aktiviert und die Drehposition des Werkstückes
abgespeichert. Damit ist der Einrichtvorgeng beendet,.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Bettschlitten 2 - Rundtisch
3 - Zahnrad 4 - Schleifkörper 5 - Gleichstrommotor 6 - Schalter 7 - Leistungsmesser
8 - Motor 9 - Meßsystem für die radiale Position des Schleifkorpers 10 - Schraubt
rieb 11 - Netzschalter 12 - Richtungsumschalter 13 - Motor 14 - Meßsystem für die
Drehposition des Werkstückes 15 - Schneckentrieb 16 - Netzschalter 17 - Richtungsumschalter
18 - Schwellwertschalter 19 - Schwellwertschalter 20 - Negator 21 - Tor 22 - ODER-Glied
23 - Tor 24 - Zähler 25 - Speicher 26 - ODER-Glied