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Abhebeeinrichtung für das Stoßrad an Verzahnungs-Stoßmaschinen Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anheben des Stoßrades beim Rücklauf der
Stoßspindel einer Zahnradstoßmaschine zur Schonung von Werkzeug und Werkstück, bei
der in der hohlen Stoßspindel ein Werkzeugträger längsverschiebbar und verschwenkbar,
aber umdrehbar geführt ist, der beim Arbeitshub des Werkzeuges mittels, kegeliger
Zentrierflächen formschlüssig in die Stoßspindel :gedrückt ist und beim Leerhub-
durch eine Führungsvorrichtung aus der Zentrierung gehoben und gleich zeitig verschwenkt
wird und durch eine das Drehmoment übertragende Torsionsverbindung längsverschiebbar
mit der Stoßspindel verbunden ist, so daß das Werkzeug @wangf2.ufi nach Betrag,
Richtung und Zeit vom Werkstück abgehoben wird.
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Es ist eine solche Abhebesteuerung bekanntgeworden, die aber eine
doppeltwirkende Hydraulik und einen gegen einen Federkolben wirkenden. ebenfalls
hydraulisch zwangläufig und gleichzeitig mit der Abschiebebewegtuig gesteuerten
Abdrückkolben erfordert, also sehr aufwendig baut. Trotzdem ist es bei der vorbekannten
Maschine nicht zu vermeiden, .daß die Zentrierkegelflächen während der ganzen Schwenkbewegung
der Abhebesteuerung einseitig in Schwenkrichtung auf Abrieb beansprucht sind, damit
sie den Werkzeugträger seitlich führen können. Dies ergibt, zumal die Zentrierkegel
der vorbekannten Maschinen nicht im Ölbad laufen können, einen vorzeitigen Verschleiß
der Zentrierflächen, deren einwandfreie Maßhaltigkeit jedoch für genaue Arbeit der
Maschine unerläßlich ist. Auch kann die vorbekannte zwangläufige Abhebesteuerung
nur in einer Hubrichtung wirken, der Leerhub also nicht wahlweise in die eine oder
andere Hubrichtung zum Übergang von ziehenden auf stoßenden Betrieb verlegt werden.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Abhebeeinrichtung für eine insbesondere
mit Schneidrad nach dem Wälzverfahren arbeitende Verzahnungsmaschine zu schaffen,
durch welche die vorgenannten Mängel behoben werden. Das Schneidrad wird auch hier
von der Stoßspindel gelöst, jedoch bleibt die Torsionsverbindung zwischen Schneidrad
und Stoßspindel auch im abgehobenen Zustand spielfrei, und die Abhebebewegung wird
zwangläufig gesteuert. Die Abhebecinrichtung kann beliebig in einem Bereich von
360° eingestellt werden, was wichtig für das Stoßen von Innenverzahnungen ist.
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Die Erfindung schlägt vor, daß die Führungsvorrichtung aus einem am
oberen Ende der Werkzeugträgerverlängerung zum Zweck der Zentrierung angeformten,
an sich bekannten ringkegeligen Ansatz mit kegelförmiger Führungsfläche und aus
einer, wie bekannt, diesen abstützenden und sie teilweise umgebenden Gegenführungsfläche
besteht. Das Neuartige wird darin erblickt, daß der Schrägungswinkel der Gegenführungsfläche
und der Sch rägungswinkel der Zentrierkegel mit verschieden großer Steigung ausgeführt
sind, derart, daß ein Aufeinandemgleiten der Zentrierkegel beim Abhebevorgang zwangsläufig
vermieden ist. Die erwähnte Gegenführungsfläche in Form eines Innenkegels umgibt
dabei den ringfärmigen Ansatz mit der Führungsfläche nur auf einem Teil ihres Umfanges
und ist gegen ihn vorzugsweise mittels Kugeln abgestützt. Durch die einseitige Abstützung
wird die Verschwenkung des Werkzeugträgers in der hohlen Stoßspindel ermöglicht.
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Eine weitere Verschleißminderung und ein ruhigeres Arbeiten ,an den
für die paßgenaue Werkzeugführung wichtigen kegeligen Zentrierflächen kann dadurch
erreicht werden, daß die das Drehmoment übertragende Verbindung zwischen Werkzeugträger
und Stoßspindel als FederwellTohr mit spielfreier ausgeführt ist, wobei in dem Raum
zwischer Werkzeugträger und Stoßspindel eine schmierende und die Aufsetzbewegung
der Zentrierkegel dämpfende Ölfüllung zweckmäßig untergebracht ist.
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Zur Festlegung der Lage des abgehobenen Werkzeuges gegenüber dem Werkzeug
kann die Gegenführungsfläche in der Stoßspindel drehbar und feststellbar zum Maschinengestell
gelagert sein, und die Handhabung dieser Einstellung wird besonders bequem, wenn
die aus hydraulisch zu betätigenden Teleskopgelenk- oder Zylinderrohren bzw. aus
einem mechanisch zu betätigenden Parallelogrammgestänge bestehende Einrichtung zur
Auslösung der Abhebung
mit der die Gegenführungsfläche enthaltenden
Steuerbüchse fest verbunden und mit einem im Maschinengestell koaxial zur Stoßspindel
verdrehhar und feststellbar gelagerten Einstellring abgestützt ist.
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Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele weitererläutert. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Mittelschnitt
durch die Stoßspindel mit hydraulisch betätigter Abhebeeinrichtung, Fig. 2 und 3
den Abhebevorgang schematisch.
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Die Stoßspindel 1 ist rohrförmig mit einer sich durch die ganze Länge
erstreckenden Axialbohrung 4 ausgebildet. In dieser Bohrung ist ein aus einer Werkzeugaufnahme
7 und einer sich durch die Axialbohrung 4 der Stoßspindel erstreckenden Verlängerung
2, die im nachfolgenden kurz mit »Seelenrohr« bezeichnet wird, bestehender Werkzeugträger
aufgenommen. Etwa in der Mitte der Stoßspindel 1 ist das Seelenrohr 2 um einen Winkel,
der verhältnismäßig klein sein kann, schwenkbar gelagert. Das Seelenrohr 2 ist zu
diesem Zweck mit einer tonnenfärmigen Ringwulst 3 versehen, die in der zylindrischen
Bohrung 4 der Stoßspindel 1 das Seelenrohr 2 außer der Schwenkbewegung eine Axialbewegung
ausführen läßt.
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Etwa am unteren Ende trägt das Seelenrohr 2 einen Zentrierkegel5,
der in einem Aufnahmekegel 6 am unteren Ende der Stoßspindel das Seelenrohr zur
Stoßspindel zentriert. Unterhalb des Zentrierkegels 5 befindet sich die Werkzeugaufnahme
7, die wahlweise zur Aufnahme von Scheibenschneidrädern 8 oder Schaftschneidrädern
9 ausgebildet werden kann. Die Verbindung zwischen Stoßspindel 1 und Seelenrohr
2 zur ilbertragung von Drehbewegung und Drehmomenten auf das Schneidrad 8 bzw. 9
wird durch eine als Wellrohrfeder 10 ausgebildete Torsionsverbindung hergestellt,
die mit einem Ende starr mit der Stoßspindel 1 und mit dem anderen starr mit der
Werkzeugaufnahme 7 bzw. mit dem Seelenrohr 2 verbunden ist. Diese Wellrohrfeder
10 kapselt die Zentr ierkegel 5 und 6 gegen das Eindringen von Verunreinigungen
vollständig ab, gleichzeitig wird eine absolute Dichtung für eine wahlweise einzubringende
Ölfüllung erreicht. Die Wellrohrfeder 10 ist außerdem mit einer V orspannung eingebaut,
die genügt, um den Zentrierkegel 5 in Aufnahmekegel 6 allen Beanspruchungen gerecht
anzudrücken. Am oberen Ende des Seelenrohres 2 befindet sich ein Führungskörper
in Form eines kegelförmigen Ringbundes 11. Am Kegelmantel 22 des Ringbundes 11 sind
Kugeln,-12 durch einen Kugelkäfig 13 gehalten. Die Kugeln 12 gleiten auf einer nur
einseitig zum Ringbund angeordneten, als Gegenführungsfläche wirkenden Fläche 14,
wenn. das Seelenrohr 2 durch einen auf die obere Stirnfläche des Ringbundes angreifenden
Ringkolben 15 nach unten bewegt wird. Die Kugeln 12 zwischen Ringbund und Gegenführungsfläche
und weitere Kugeln 16 zwischen Ringbund und Ringkolben dienen lediglich zur Verminderung
von Gleitreibung und Verschleiß; ihre Anordnung ist keine zwingende Notwendigkeit.
Der Ringkolben 15 ist in einer drehbaren Steuerbüchse 17 in der Stoßspindel gelagert,
die zwar die Stoßhubbezvegung, nicht aber die Wälzbewegung von Stoßspindel 1 bzw.
Seelenrohr 2 ausführt und gegen Mitdrehen durch eine z. B. seitlich angeordnete
Rundführung 18 gesichert ist.
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In der Steuerbüchse 17 ist die bereits erwähnte Gegenführungsfläohe
14 angeordnet, und zwar, da die Steuerbüchse 17 die Wälzdrehung der Stoßspindel
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in bezug auf das (nicht dargestellte) Maschinengestell bzw. Werkstück nicht
mit ausführt, derart, daß sie immer in die gleiche Richtung entgegen der Abheberichtung
weist.
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Die Abheberichtung läßt sich, wenn die Rundführung 18 in bezug auf
das Maschinengestell geschwenkt wird, beliebig verändern. Damit werden die Steuerbüchse
17 und Gegenführungsfläche 14 bzw. die Abheberichtung ebenfalls mitgeschwenkt. Das
Verstellen der Abheberichtung erfolgt durch Verdrehen eines am Maschinengestell
gelagerten Ringes 36, auf welchem die Rundführung 18 befestigt ist. Der Ring 36
kann z. B. mit einer Winkelskala versehen sein. Nach erfolgter Einstellung wird
der Ring 36 mit dem Maschinengestell verklemmt.
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Die Abhebeeinrichtung ist sowohl für Stoßspindeln mit hydraulischem
als auch mit mechanischem Antrieb geeignet. In Fig. 1 ist die rechte Seite der Stoßspindel
1 mit einer Verzahnung 19 für den mechanischen Antrieb und die linke Seite mit einem
Kolben 20 und einem Zylinder 21 für einen hydraulischen Antrieb versehen. Die Art
des Stoßspindelantriebes ist für die Funktion der Abhebeeinrichtung ohne Bedeutung,
und deshalb ist von einer Darstellung abgesehen.
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Die Wirkungsweise der Abhebeeinrichtung ist aus den Fig. 2 und 3 zu
ersehen. Wird das Seelenrohr gegenüber der Stoßspindel 1 axial nach unten verschoben,
so gleitet der Kegelmantel 22 an der Gegenfüh.rungsfläche 14 ab, und das obere Ende
des Seelenrohres 2 wird nach links ausgelenkt. Infolge der Hebelumlenkung über den
Schwenkpunkt 23 der Ringwulst 3 an der zylindrischen Bohrung 4 wird der Zentrierkegel
5 aus dem Aufnahmekegel 6 bis zur Abgebestellung nach Fig. 5 ausgehoben und um das
Abhebemaß a ausgeschwenkt.
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Wesentlich für die Abhebeeinrichtung ist der Unterschied des Winkels
a der Gegenführungsfläche 14 gegenüber dem Winkel ß der Zentrierkegel 5 und 6. Die
Winkel a und ß sind so auszulegen, daß beim Abheben der Zentrierkegel5 keinesfalls
am Aufnahmekegel 6 gleiten kann. Diese Maßnahme in Verbindung mit der dichten Kapselung
durch z. B. die Wellrohrfeder 10 dient dazu, die Kegelflächen vom Zentrierkegel
5 und Aufnahmekegel 6 zu schonen, um die Zentriergenauigkeit aufrechtzuerhalten.
Aus diesem Grunde befindet sich in den Hohlräumen 24 und 25 eine Ölfüllung. Der
Ölfilm zwischen den Kegelflächen dämpft das Aufsetzen beider-Kegel 5 und 6 ab, gleichzeitig
wird das Gelenk, gebildet durch Ringwulst 3 und zylindrische Bohrung 4, geschmiert.
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Die linke Hälfte in Fig 1 zeigt als Werkzeug ein Schaftschneidrad
9. Zur Befestigung derartiger Schaftwerkzeuge kann im Seelenrohr 2 ein Zuganker
26 untergebracht werden, wobei ein Sechskant-oder Vierkantkopf 27 mit Beilagescheibe
28 zum Anziehen des Werkzeugschaftes genügend Raum und Zugänglichkeit besitzen.
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Die Axialverschiebung von Seelenrohr 2 und damit Einleitung der Abhebebewegung
erfolgt z. B. hydraulisch durch den in der Steuerbüchse 17 angeordneten Ringkolben
15. .Das Drucköl gelangt -aus einem Kanal 18 a der Rundführung 18 in den Ringraum
29 a eines mit der Steuerbüchse 17 verbundenen Zylinders 29 durch Leitung
30 in den Raum 30 ca oberhalb des Ringkolbens 15. Beim Beispiel nach
Fig. 1 wird nur das Abheben hydraulisch bewirkt, das Rückstellen erfolgt durch die
Federkraft der Wellrohrfeder 10 oder z. B. einer anderen Feder. Durch Anwendung
eines z. B. doppelt beaufachlagten Kolbens kann die Steuerung vollhydraulisch ausgeführt
werden, so daß keine Rückstellfeder notwendig ist.
Die Rundführung
18 dient zusammen mit dem Zylinder 29 gleichzeitig, wie schon beschrieben, als Sicherung
der Steuerbüchse 17 gegen Umlaufen.
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An Stelle der Rundführung 18 kann jede andere, den gleichen Zweck
erfüllende Einrichtung vorgesehen werden. An Stelle einer hydraulischen Betätigung
der Abhebeeinrichtu-ng ist auch eine rein mechanische möglich.
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Die Auslösung selbst kann unabhängig vom Stoßspindelhub durch bekannte
Elemente, wie z. B. Schaltnocken und elektrohydraulische Ventile, betätigt werden
und an einer wahlweisen Stelle des Stoßspindelhubes erfolgen, vorzugsweise jedoch
in den TJmkehrtotpunkten. Das Auslösen der Abhebeeinrichtung in den Tatpunkten wird
hierbei durch die beider Bewegungsumkehr wirkenden Massenkräfte begünstigt, da kurz
vor dem unteren Bewegungstotpunkt der Stoßspindel 1 die Massenkräfte durch die Bewegungsverzögerung
nach unten gerichtet sind. Setzt in diesem Zeitpunkt das Abheben ein, so wird die
axiale Verschiebung des Seelenrohres 2 durch die Massenkraft unterstützt. Analog
ist der Vorgang beim Rückstellen in Arbeitsstellung am oberen Bewegungstotpunkt
der Stoßspindel 1.