DE1552741C3 - Teilschaltvorrichtung für die Werkstückspindel einer Verzahnungsmaschine, bei der Malteserrad und zugehöriger Triebling relativ zueinander axial verschiebbar sind - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilschaltvorrichtung zum schrittweisen Weiterschalten der Werkstückspindel einer Verzahnungsmaschine od. dgl. Es handelt sich dabei um eine Teilschaltvorrichtung der Gattung mit einem mit der Werkstückspindel zu gemeinsamem Umlauf gekuppelten Malteserrad und mit einem von einem Triebling getragenen kreisenden Treibzapfen, der mit jedem Umlauf beim Eingriff in einen Schlitz des Malteserrades dieses um einen Schritt weiterschaltet, wobei Triebling und Malteserrad relativ in Achsenrichtung wahlweise in die Eingriffslage oder in eine Nichteingriffslage durch einen axial wirkenden Umschaltantrieb verschiebbar sind.

Bei einer bekannten Teilschaltvorrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 822 182, Klasse 47 h, Gruppe 5) ist der Triebling durch den Umschaltantrieb axial verschiebbar und wird in der Ruhelage durch einen Ansatz des'Trieblings gesperrt, wodurch die Werkstückspindel in ihrer Ruhelage festgehalten wird. Sie hat dabei aber einen gewissen Spielraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, (die

Werkstückspindel so zu sperren, daß sie spielraumfrei gegen ein starkes Drehmoment festgehalten wird.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Malteserrad durch Umschaltantrieb verschiebbar, ist und einen Kranz von Kupplungsklauen aufweist, die in der Nichteingriffslage mit Kupplungsklauen eines Halters in Eingriff stehen, in dem die Spindel drehbar gelagert ist, während in der Eingriffslage, in welcher der Antrieb des Malteserrades durch den Treibzapfen des Trieblings erfolgt, die Kupplungsklauen außer Eingriff sind. Die axiale Verschiebung des Malteserrades durch den Umschaltantrieb dient also dem doppelten Zweck, Triebling und Malteserrad wahlweise in die Eingriffslage oder in die Nichteingriffslage zu bringen und die Werkstückspindel in der Nichteingriffslage spielfrei gegen ein hohes Drehmoment festzuhalten.

Während bei der bekannten Teilschaltvorrichtung der Umschaltantrieb von Stirnnocken eines umlaufenden Zahnrades gebildet wird, ist er bei der Teil-

schaltvorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise als Druckmittelantrieb ausgestaltet.

Weitere Merkmale des Anmeldungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindungist in den Zeichnungen dargestellt. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Gehäuse der Teilschaltvorrichtung, wobei der untere Teil des Halters, in dem die Spindel drehbar gelagert ist, in Seitenansicht gezeigt ist,

Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Ebenen 2-2 und 3-3 der Fig. 1.

Das in Fi g. 1 gezeigte Gehäuse 10 stellt den Werkstückspindelkopf einer nach dem Abwälzverfahren arbeitenden Maschine zum Verzahnen von Kegelrädern dar und trägt einen abnehmbaren stirnseitigen DeckeMl. In dem Gehäuse 10 ist um eine Achse 13 drehbar die Werkstückspindel 12 gelagert, die aus mehreren starr miteinander verschraubten Teilen besteht und beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgestaltet ist und eine Zylinderkammer enthält, in der ein Kolben 20 hin- und herbeweglich ist. Dieser Kolben wirkt auf eine Zugstange 30, mit deren Hilfe die das Werkstück haltende Spannzange betätigt wird, die auf dem nicht dargestellten rechten Ende der Spindel sitzt. Die Werkstückspindel 12 läuft auf zwei in axialem Abstand angeordneten Rollenlagern 14, von denen nur das linke dargestellt ist. Außerdem läuft die Spindel auf Wälzlagern 15 und 16 innerhalb eines Halters 17. 21, der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel von der Spindel 12 getragen wird und ein Schneckenrad 17 aufweist, das auf dem äußeren Laufring 18 des Wälzlagers 16 sitzt. Ferner gehört zu dem Halter die eine Hälfte 19 einer Klauenkupplung und ein an dieser Kupplungshälfte sitzender Lagerbock 21, in welchem auf Kugellagern 22 der Triebling 23 des Maltesergetriebes gelagert ist. Dieser Triebling trägt einen kreisenden Treibzapfen 24 an seinem einen Ende und ein Planetenrad 25 an seinem anderen Ende, das mit einem am Deckel 11 des Gehäuses 10 befestigten Sonnenrad 26 kämmt. Dieses Sonnenrad ist gleichachsig zur Spindel 12 angeordnet.

Mit der Spindel 12 zu gemeinsamem Umlauf gekuppelt ist das Malteserrad 32, in dessen radiale Schlitze 41 der Treibzapfen 24 eingreifen kann. Bei jedem Umlauf, bei dem der Treibzapfen 24 in einen Schlitz 41 eingreift, schaltet er das Malteserrad 32 mit großer Genauigkeit schnell und doch stoßfrei um einen Schritt weiter.

Das Malteserrad ist in Achsenrichtung hin- und herverschiebbar auf der Spindel 12 geführt, und zwar auf deren inneren Abschnitten 27 und 28. Die Verschiebung erfolgt durch einen Umschaltantrieb, der als Druckmittelantrieb ausgestaltet ist und aus Zylinder und Kolben besteht. Einer dieser beiden Elemente, im vorliegenden Falle der rohrförmige Kolben. 29, sitzt am Malteserrad 32 und ist mit diesem durch einen Ring 31 verbunden, während der die ringförmigen Zylinderkammern 33 und 34 bildende Teil vom Spindelabschnitt 27 gebildet wird. Der Kolben 29 kann dadurch hin- und herverschoben werden, daß die beiden ringförmigen Zylinderkammern 33 und 34, die sich zwischen dem Kolben und den Spindelabschnitten 27 und 28 befinden, abwechselnd mit einem Druckmittel beschickt werden, dessen Zuführung durch Kanäle erfolgt, die schematisch durch die strichpunktierten Linien 35 und 36 angedeutet sind. Die Abdichtung der Kammern 33 und 34 erfolgt in der üblichen Weise durch Schnurringe, die in Ringnuten des Kolbens und der Spindelabschnitte eingeschlossen sind. Der Ring 31 trägt eine Leiste 37, die in einer Längsnut der Spindel 12 geführt ist und diese dadurch zu gemeinsamem Umlauf mit dem verschiebbaren Malteserrad 32 kuppelt.

Das durch den Umschaltantrieb 27, 29, 33 und 34

ίο in Achsenrichtung auf der Spindel 12 verschiebbare Malteserrad 32 weist einen Kranz von Kupplungsklauen 38 auf, die in Kupplungsklauen 39 der zum Halter 17, 21 gehörigen Kupplungshälften 19 eingreifen können. Diese Kupplungsklauen 38, 39 verjüngen sich in Achsenrichtung, wie im unteren Teil der Fig. 1 ersichtlich ist. übt das Druckmittel in der Kammer 34 einen in Achsenrichtung nach rechts gerichteten Druck auf das Malteserrad 32 aus, dann werden dadurch die beiden Kränze von Kupplungsklauen 38,

so 39 spielraumfrei in Eingriff gedrückt. Die Anzahl der Kupplungsklauen 38 und 39 beträgt ein Vielfaches der Zähnezahl des in der Maschine zu verzahnenden Werkstücks, das nicht näher dargestellt ist und auf dem rechten Ende der Spindel sitzt. Die Zahl der in

«5 gleichen Winkelabständen angeordneten radialen Schlitze 41 des Malteserrades 32 entspricht indessen der Zähnezahl des Werkstücks. Durch seine axiale Verschiebung gelangt das Malteserrad entweder in eine Eingriffslage, in welcher der Treibzapfen 24 mit jedem Umlauf das Malteserrad um einen Schritt weiterschaltet, oder in eine Nichteingriffslage, wie in Fig. 1 dargestellt ist. In der Eingriffslage ist das Malteserrad 32 in seine linke Grenzstellung verschoben, und der Kolben 29 stößt dann an einen Flansch 42 des Spindelabschnitts 28 an.

An dem Malteserrad 32 sitzt ein ringförmiger zylindrischer Flansch 43, der in Achsenrichtung nach links ·. vorspringt und durch Schlitze 44 unterbrochen ist. Diese sind gegenüber den Malteserradschlitzen 41 ausgerichtet, jedoch etwas breiter als diese bemessen. Durch diese Schlitze 44 geht ein Ansatz des Trieblings 23 in Gestalt eines Sektors 45 hindurch, der dem Treibzapfen 24 in Durchmesserrichtung gegenübersteht. Der Flansch 43 und der Sektor 45 sind so lang bemessen, daß sie bei jeder axialen Stellung des Malteserrades 32 in Eingriff miteinander gelangen, wenn sich der Triebling 23 in dem entsprechenden Winkelbereich befindet.

Der Halter 17,18,19, 21 wird bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der nach dem Abwälzverfahren arbeitenden Verzahnungsmaschine um die Achse 13 hin- und hergedreht. Es geschieht dies durch eine in ihrer Drehrichtung umsteuerbare Schnecke, die in dem Gehäuse 10 gelagert ist und das Schnekkenrad 17 antreibt. Läuft der Halter 17, 21 mit Bezug auf Fig. 2 im Uhrzeigersinn um, dann wälzt sich das Planetenrad 25, Fig. 1 auf dem feststehenden Sonnenrad 26 ab und versetzt den Triebling 23 mit Bezug auf den Halter 17, 21 im Uhrzeigersinn in Umlauf.

Bei der Rückdrehung des Halters 17, 21 läuft der Triebling 23 in der entgegengesetzten Umlaufrichtung. Während dieser Hin- und Herdrehung des Halters 17, 21 setzt der in der Kammer 34 herrschende Druck des Druckmittels das Malteserrad 32 unter eine Kraft, durch das die Kupplungsklauen 38 und 39 spielfrei in Eingriff gehalten werden. Infolgedessen nimmt der Halter 17, 21 bei seiner Hin- und Herdrehung die Spindel 12 spielfrei mit, wobei die Kupp-

lungsklauen 38, 39 ein sehr hohes Drehmoment zu übertragen vermögen. Während dies geschieht, läuft der Triebling 23 im Leerlauf um, well sich ihm gegenüber das Malteserrad 32 in der Nichteingriffslage befindet. Wenn jedoch die Kammer 33 mit dem Druckmittel beschickt wird, dann verschiebt sich das Malteserrad 32 in die Eingriffslage. In dieser greift der Treibzapfen 24 in einen Schlitz 41 ein und schaltet das Mälteserrad und mit ihm die Spindel 12 mit Bezug auf den Halter 17, 21 um einen Schritt weiter, während die Kupplungsklauen 38, 39 ausgerückt sind. Diese Verschiebung des Malteserrades in die Eingriffsstellung erfolgt vorzugsweise in der letzten Phase der Drehung des Halters 17, 21 im Uhrzeigersinn.

Um diese periodische Teilschaltung herbeizuführen, ist der Umschaltantrieb 27, 29, 33, 34 mit einer Ventilsteuerung versehen. Zu dieser gehört ein Umsteuerschieber 46, Fig. 1.

Dreht sich der Triebling 23 gemäß F i g. 2 im Uhrzeigersinn mit Bezug auf den Halter 17, 19, 21, dann verläuft die Teilschaltung wie folgt:

Bei jeder Drehung des Trieblings 23 geht der Sektor 45 leer durch die rechten und linken Schlitze 44 hindurch. Der die Ventilsteuerung betätigende Nokken 47 hat eine solche Phasenlage mit Bezug auf den Umlauf des Trieblings 23, daß die Zylinderkammer 33 des Umschaltantriebes unter Druck gesetzt wird und das Malteserrad 32 in die Eingriffslage nach links mit Bezug auf Fig. 1 verschiebt, wenn der Sektor 45 gerade in den linken Schlitz 44 eingetreten ist. Infolgedessen hält dieser Sektor das Malteserrad und die Spindel 12 in demjenigen Zeitraum gegen Drehung fest, in welchem die Umschaltung erfolgt und die Klauenkupplung 38, 39 vorübergehend ausgerückt ist und sich der Treibzapfen 24 noch nicht oder nicht mehr in einem Schlitz 41 befindet.

Wenn der Sektor 45 den linken Schlitz 44 verläuft, wie es Fig. 2 zeigt, tritt der Treibzapfen 24 in den

ίο rechten Schlitz 41 des Malteserrades ein und dreht dieses und die Spindel 12 im Gegenuhrzeigersinn um einen Teilschritt während der folgenden halben Umdrehung des Trieblings 23. Diese Teilschaltung erfolgt in der.dem Malteserantrieb eigentümlichen Weise stoßfrei, weil der Malteserradschlitz 41 im Zeitpunkt des Eintretens und Austritts des Treibzapfens 24 tangential zu dessen Bahn gerichtet ist. Beim Austritt des Treibzapfens 24 aus dem Schlitz 41 greift der Sektor 45 in den Schlitz 44 ein, der sich dann in Fig.'2 rechts befindet. In diesem Zeitpunkt ist der Nocken 47 gerade an der Rolle 64 vorbeigegangen, und die Feder 57 hat den Schieberkolben in seine Ausgangslage zurückgeführt, so daß nunmehr die Kammer 34 mit dem Druckmittel beschickt wird und das Malteserrad nach

as rechts in die Nichteingriffslage verschiebt, die in Fig. 1 dargestellt ist. Dabei wird die Klauenkupplung 38, 39 eingerückt: Es geschieht dies, während das Malteserrad gegen unbeabsichtigte Drehung durch den Sektor 45 gesichert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Teilschaltvorrichtung für eine Werkstückspindel mit einem mit dieser zu gemeinsamem Umlauf gekuppelten Malteserrad (32) und mit einem von einem Triebling (23) getragenen kreisenden Treibzapfen (24), der mit jedem Umlauf beim Eingriff in einen Schlitz des Malteserrades dieses um einen Schritt weiterschaltet, wobei Triebling

(23) und Malteserrad (32) relativ in Achsenrichtung wahlweise in die Eingriffslage oder in eine Nichteingriffslage durch einen Umschaltantrieb axial verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Malteserrad (32) durch Umschaltantrieb (27, 29, 33, 34) axial verschiebbar ist und einen Kranz von Kupplungsklauen (38) aufweist, die in der Nichteingriffslage mit Kupplungsklauen (39) eines ringförmigen Halters (17, 21) in Eingriff stehen, in.dem die Werkstück-Spindel (12) drehbar gelagert ist, während in der Eingriffslage, in welcher der Antrieb des Malteserrades (32) durch den Treibzapfen (24) des Trieblings (23) erfolgt, die Kupplungsklauen (38, 39) außer Eingriff sind.

2. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kupplungsklauen (38, 39) in Achsenrichtung verjüngen.

3. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Malteserrad in der Nichteingriffslage unter einer axial gerichteten Kraft steht, die durch den Umschaltantrieb (27, 29,32, 34) ausgeübt wird und den spielfreien Eingriff der Kupplungsklauen (38, 39) aufrechterhält.

4. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltantrieb zwei als Kolben (29) und als Zylinder (33, 34) ausgestaltete Elemente enthält, deren eines (29) mit dem Malteserrad starr verbunden und deren anderes (27) an der Spindel (12) in Achsenrichtung unverschiebbar abgestützt ist, wobei der Zylinder von einem gleichachsig zur Spindel angeordneten ringförmigen Teil (27) gebildet wird.

5. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Malteserrad (32) in Achsenrichtung verschiebbar auf der Spindel (12) geführt ist, die starr mit dem die Zylinderkammer (33, 34) bildenden ringförmigen Teil (27) verbunden ist und gegen axiale Verschiebung in dem Halter (17, 21) abgestützt ist.

6. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Malteserrad (32) und der Triebling (23) Ansätze (43, 45) haben, •die vor dem Eintreten des .Treibzapfens (24) in einen Schlitz (41) des Malteserrades (32) und nach Austritt des Treibzapfens (24) aus dem Schlitz (41) zwecks Sperrens des Malteserrades gegen Drehung in Eingriff miteinander gelangen und außer Eingriff kommen, solange der Treibzapfen

(24) in einen Malteserradschlitz (41) eingreift.

7. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ansatz von einem in Achsenrichtung vorspringenden ringförmigen Flansch (43) des Malteserrades (32) gebildet wird, der mit einem Kranz radialer, zu den Schlitzen (41) des Malteserrades (32) ausgerichteter Schlitze (44) versehen ist, und daß der andere Ansatz aus einem in Achsenrichtung vorspringen-

den Sektor (45) des Trieblings (23) besteht.

8. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Halter (17, 21), in dem'die Spindel (12) drehbar gelagert ist, seinerseits um die Spindelachse (13) in einem Gehäuse (10) drehbar gelagert ist, das konzentrisch zur Spindelachse das Sonnenrad (26) eines Planetengetriebes (25, 26) trägt, auf dem ein mit dem Triebling (23) für dessen Antrieb drehfest verbundenes Planetenrad (25) umläuft.

9. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch.gekennzeichnet, daß der Umschaltantrieb (27, 29, 33, 34) durch den Umlauf des Halters (17, 21) im Gehäuse (10) ein- und ausschaltbar ist.

10. Teilschaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltantrieb (27, 29, 33. 34) als Druckmittelantrieb ausgestaltet ist und eine Ventilsteuerung (47, 56, 59) hat. die beim Umlauf des Halters (17, 21) und durch diesen Umlauf jeweils umschaltbar ist, wenn der Halter (17,21) in eine vorbestimmte Drehstellung gegenüber dem Gehäuse (10) gelangt.