CH670596A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles einer Zahnradschleifmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung ist anwendbar für drehbewegliche Baugruppen an Werkzeugmaschinen, insbesondere für drehbewegliche Baugruppen mit einem hubartig bewegten Werkzeugträger einer Zahnradschleifmaschine.

Es sind Zahnradschleifmaschinen bekannt, z.B. der Firmen NILES, Maag, BHS-Höfler, Reishauer, die mit einer fest angeordneten vertikalen Werkstückachse und mit einem winkeleinstellbaren und hubartig bewegten Werkzeugträger ausgerüstet sind.

Das den Werkzeugträger aufnehmende und an der Ständerbaugruppe angeordnete und winkeleinstellbare Schwenkteil besitzt eine spielfreie radiale Lagerung in der Ausführung von hängend angeordneten wälzgelagerten Rollen.

Als Antrieb zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles kommen bekannterweise Schneckengetriebe bzw. Ritzel-Zahnsegmenttriebe zum Einsatz. Die Klemmung erfolgt üblicherweise mittels Schraube-Mutter oder vorgespannten Federelementen.

Die durch den notwendigen Aufbau des Werkzeugträgers und des Schwenkteiles einer Zahnradschleifmaschine entstehende Massenverteilung und ihrer Hebelarme bezüglich der Lagestabilisierungselemente führt zu Kippmomenten um 3 senkrecht aufeinander stehende Achsen.

Hierbei sind die Kippmomente um die Schwenkteilachse und um eine vertikale Achse infolge der Werkzeugträger-Hubbewegung veränderlich und führen zu unterschiedlichen Belastungen der Schwenkteillagerung sowie zu Deformationen der Antriebs-, Spann- und Gestellelemente.

Als Folge dieser unterschiedlichen Belastungen bzw. Deformationen hat sich die zum Stand der Technik angegebene

Lagerung und Klemmung des Schwenkteiles als nicht ausreichend erwiesen.

So hat die zum Stand der Technik angegebene Lagerung den entscheidenden Nachteil, dass in Abhängigkeit des Antriebes und der Winkellage des Schwenkteiles eine Mittelpunktverlagerung desselben auftritt.

Nachteilig bei allen bisher verwendeten Lagestabilisierungselementen ist, dass sie keinen ausreichenden Ausgleich der Kräfte bewirken, die durch die Massenverteilung beim Schwenken der Bauteile hervorgerufen werden.

Von erheblichem Nachteil ist, dass in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung des Schwenkteiles keine definierte Spielauslage im Schwenktrieb erfolgt, so dass keine exakte Zuordnung zwischen dem Schwenkwinkel des Schwenkteiles und dem Drehwinkel des Schwenktriebes vorliegt, da das Kippmoment um die Schwenkteilachse im Schrägungswinkelbereich von ß = + 45° nach Grösse und Richtung veränderlich ist.

Ziel der Erfindung ist es, ungleiche statische Belastungen an den Verstellgruppen eines Schwenkteiles einer Werkzeugmaschine zu vermeiden, um einen Werkzeugträger zielgerichtet und mit erhöhter Genauigkeit auf einen vorgegebenen Winkel einer Flankenrichtung eines Zahnrades einzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die es gestatten, dass an der Lagerung und an den Verstell- und Gestellelementen eines Schwenkteiles zur Winkeleinstellung gleiche statische Belastungsverhältnisse vorliegen.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Werkzeugträger in eine vorgegebene Hublage gefahren und positioniert wird, so dass bei einem Schrägungswinkel von ß=0° die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilschwerpunkt Ps durch den Schwenkpunkt A verläuft, wobei der Schwenkteilschwerpunkt Ps von dem Schwenkpunkt A den Abstand a > 0 im Schrägungswinkelbereich ß = + 45° aufweist, dass zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles angeordnete Klemmelemente sodann gelöst und mit diesen in Verbindung stehende schaltbare An- und Abdrückrollen angestellt werden, dass nach der Winkeleinstellung das Schwenkteil wieder geklemmt, die An- und Abdrückrollen wieder gelöst werden und anschliessend die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers aufgehoben wird.

Die erfindungsgemässen Mittel sehen vor, dass das Schwenkteil am Ständer in einer spielfreien Radiallagerung angeordnet ist. Als Lagestabilisierungselemente sind in der vertikalen Ebene der spielfreien Radiallagerung in deren oberen Lage eine Andrückrolle und in der unteren Lage und im Winkel zur Senkrechten mindestens zwei Abdrückrollen angeordnet. Zusätzlich sind erfindungsgemäss noch mindestens zwei Abdrückrollen als Stabilisierungselemente, vorzugsweise senkrecht zur Schwenkteil-Schwerelinie S bei ß = ± 0°, angeordnet.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Lösung besteht darin, dass die angegebenen Mittel einen Ausgleich der Kräfte bewirken, die durch die Massenverteilung beim Schwenken der Bauteile hervorgerufen werden. Das Einstellen des Schwenkteiles auf einen vorgegebenen Wert kann somit feinfühlig und mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden.

Die Lagestabilisierungselemente bewirken durch ihre Anordnung, dass nach dem Lösen der Klemmelemente kein Spiel zwischen Schwenkteil und Ständer entsteht und die Bestimmungsfläche F erhalten bleibt.

Durch die Anordnung einer spielfreien Radiallagerung wird die zentrische Lage des Schwenkpunktes A des

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Schwenkteiles beibehalten, unabhängig von der Schwenkrichtung und der Winkellage des Schwenkteiles.

Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich durch die variable Positionierbarkeit des Werkzeugträgers in der Art, dass bei einem Schrägungswinkel von ß=0c die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilschwerpunkt Ps durch den Schwenkpunkt A verläuft.

Indem die Schwenkteil-Schwerelinie S vom Schwenkpunkt A einen Abstand a > 0 aufweist, ergibt sich, unabhängig von Schwenkrichtung und Schwenkwinkel, im Bereich ß = ± 45" durch die gleichgerichtete Momentenwirkung, bezogen auf den Schwenkpunkt A, dass der Getriebezug des Schwenkteiles ständig spielfrei und vorgespannt ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: Die schematische Darstellung verschiedener Schleifkörper- bzw. Werkzeugträgerstellungen

Fig. 2: Einen Längsschnitt durch Ständer und Schwenkteil einer Zahnradschleifmaschine

Fig. 3: Einen Querschnitt durch Ständer und Schwenkteil nach Fig. 2

Fig. 1 zeigt die Lage der Schwenkteilschwerpunkte B; C; D; E des Werkzeugträgers 6 auf der Schwenkteil-Schwerelinie S. Im Punkt B befindet sich der Schwenkteilschwerpunkt in oberster Hubstellung, im Punkt C in Hubmitte, im Punkt D in Schwenkposition und im Punkt E in unterster Hubstellung des Werkzeugträgers.

Im oberen Teil der Fig. 1 ist die Spielauslegung des Schwenktriebes 4 beim Einstellen des Schwenkteiles 1 auf einen vorgegebenen Winkel dargestellt.

In Fig. 2 und 3 sind die Bau- und Funktionselemente in ihrer Anordnung und funktionellen Bestimmung dargestellt. Die Lagebestimmung des Schwenkteiles 1 zum Ständer 2 erfolgt mittels der Bestimmungsfläche F, der spielfreien Radiallagerung 3 und des Schwenktriebes 4.

Der Schwenkwinkel des Schwenkteiles 1 wird durch ein bekanntes, nicht dargestelltes, Winkelmesssystem registriert. Am Schwenkteil 1 ist der Positionsgeber 5 angeordnet, durch den bei Erreichen der Schwenkstellung des Werkzeugträgers 6 ein Signal ausgelöst wird. Am Ständer 2 sind mehrere Klemmelemente 7 angeordnet, welche in der Bestimmungsfläche F, zwischen Schwenkteil 1 und Ständer 2, eine hohe Flächenpressung und damit eine hohe Kontaktsteife dieser Trennfuge erzeugen. Gleichfalls sind am Ständer eine Andrückrolle 10 und mehrere Abdrückrollen 8; 9 angeordnet, die in Verbindung mit den Klemmelementen 7 hydraulisch betätigt werden.

Durch die gegebene Konstruktion ist die Lage der Schwenkteil-Schwerelinie S im Abstand a vom Schwenkpunkt A bestimmt. Infolge der Hubbewegung des Werkzeugträgers 6 ergibt sich eine Verlagerung des Schwenkteilschwerpunktes Ps auf der Schwenkteil-Schwerelinie S. le nach Stellung des Werkzeugträgers 6 ergeben sich unterschiedliche Kippmomente um den Schwenkpunkt A des Schwenkteiles 1 und um eine vertikale Achse. Beim Lösen der Klemmelemente 7 entstehen also unterschiedliche Belastungen am Schwenktrieb 4, der spielfreien Radiallagerung 3 und in der Bestimmungsfläche F.

Der Ablauf zum Einstellen des Winkels gemäss dem Verfahren ist wie folgt.

Zum Einstellen des Schrägungswinkels wird der Werkzeugträger 6 in die Schwenkposition gefahren. Dabei liegt der Schwenkteilschwerpunkt Ps beim Schrägungswinkel ß=0° auf gleicher Höhe wie der Schwenkpunkt Â. Da so der kürzeste Abstand des Schwenkteilschwerpunktes Ps zum Schwenkpunkt A gegeben ist, folgenden damit zwangsläufig minimale Änderungen der Belastungen bei der Veränderung des Schrägungswinkels. Wird nun vor dem Schwenken, nachdem der Werkzeugträger 6 die Schwenkposition eingenommen hat, durch Druckbeaufschlagung der Klemmelemente 7 die Klemmung gelöst und gleichzeitig die unteren Abdrückrollen 8, die mittleren Abdrückrollen 9 und die Andrückrollen 10 mit dem jeweils erforderlichen Druck, der über die Druckminderventile 11 einstellbar ist, in Funktion gebracht, entsteht eine niedrige, annähernd konstante Flächenpressung in der Bestimmungsfläche F und das Schwenkteil 1 verlagert sich nicht gegenüber dem Ständer 2. Da die Kippkräfte anteilmässig von den Abdrückrollen 8; 9 und der Andrückrolle 10 übernommen werden, entstehen nur geringe Reibungskräfte beim Schwenken. Es ist somit eine sehr genaue und feinfühlige Winkeleinstellung möglich, zumal immer annähernd gleiche Belastungen am Schwenktrieb 4, an der spielfreien Radiallagerung 3 und in der Bestimmungsfläche F vorhanden sind.

Durch die, unabhängig von der Schwenkrichtung, gleichgerichtete Momentenwirkung des Schwenkteiles 1, bezogen auf den Schwenkpunkt A, erfolgt eine ständige Spielfreiheit und Vorspannung im Schwenktrieb 4, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Nach dem Einstellen der Winkelposition werden die Klemmelemente 7 in Klemmstellung gebracht. Die Andrückrolle 10 und Abdrückrollen 8; 9 werden gelöst. Danach wird die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers 6 aufgehoben.

Die durch die Massenverteilung beim Schwenken der Bauteile hervorgerufenen Kräfte werden durch die Andrückrolle 10 und Abdrückrollen 8; 9 sowie durch die Klemmkräfte sicher beherrscht und es tritt keine Winkelveränderung zum eingestellten Wert auf.

Durch die Einhaltung der erfindungsgemässen Verfahrensschritte und die Anwendung der vorgeschlagenen Mittel wird eine Erhöhung der Genauigkeit der Schrägungswinkel-einstellung an Zahnradschleifmaschinen erreicht.

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3 Blatt Zeichnungen

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670 596 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles einer Zahnradschleifmaschine, wobei das Schwenkteil Träger eines hubartig bewegten Werkzeugträgers und mittels eines Antriebes schwenkbar und durch Klemmelemente feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (6) in eine vorgegebene Hublage gefahren und positioniert wird, so dass bei einem Schrägungswinkel ß=0° die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilschwerpunkt Ps durch den Schwenkpunkt A verläuft, wobei der Schwenkteilschwerpunkt Ps von dem Schwenkpunkt A den Abstand a > O im Schrägungswinkelbereich ß = ± 45° aufweist, dass zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles (1) angeordnete Klemmelemente (7) sodann gelöst und mit diesen in Verbindung stehende schaltbare Andrückrolle (10) und Abdrückrollen (8,9) angestellt werden, dass nach der Winkeleinstellung das Schwenkteil (1) wieder geklemmt, die Andrückrolle (10) und Abdrückrollen (8; 9) wieder gelöst werden und anschliessend die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers (6) aufgehoben wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkteil (1) am Ständer (2) in einer spielfreien Radiallagerung (3) angeordnet ist und dass in der vertikalen Ebene der spielfreien Radiallagerung (3) in deren oberen Lage eine Andrückrolle (10) und in der unteren Lage und im Winkel zur Senkrechten mindestens zwei Abdrückrollen (8) angeordnet sind, dass mindestens noch zwei Abdrückrollen (9) senkrecht zur Schwenkteil-Schwerelinie S bei ß= + 0° angeordnet sind.