DE2111304C3 - Spielausgleichseinrichtung für den Tischantrieb eines Gerad-Teiltisches - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Spielausgleichscinrichtung für den Tischantrieb einer die rotatorische Teilungsgröße einer angetriebenen Teilscheibe mittels eines Zahngetriebes in eine translatorische Teüungsgröß umwandelnde Teileinrichtung eines Gerad-Teiltische: insbesondere einer Zahnstangenschleifmaschine.

Eine bekannte Teileinrichtung eines Gerad-Teilti sches besteht aus einer durch einen Motor antrefobarei Teilscheibe, die über einen Tischantrieb die Verdrehunj der Teilscheibe auf den Teiitisch überträgt. Hierbei kam zwischen Teilscheibe und Tischantrieb noch eil Wechselradgetriebe vorgesehen sein, das zum Einstel len unterschiedlicher Teilungsgrößen dient.

Der zur Teileinrichtung gehörende Tischantrieb setz die rotatorische Teilungsgröße der eine Drehbewegung ausführenden Teilscheibe in eine translatorische Tei lungsgröße um. Durch den Tischantrieb wird bein Teilungsvorgang der Teiltisch um die in ihrer Größi einstellbare Teilung verschoben. Hierzu besitzt de Tischantrieb nach einer bekannten Ausführung eim Gewindespindel mit Mutter, wobei entweder dii Gewindespindel angetrieben wird und die Mutter fes mit dem Teiltisch verbunden ist oder umgekehrt di< Mutter angetrieben wird und die Gewindespindel at beiden Enden fest mit dem Teiltisch verbunden ist.

Die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung, insbe sondere der Teilung von erzeugten Zahnstangen, häng in besonderem Maße von der Steigungsgenauigkei beispielsweise der Gewindespindel für den Längsvor schub an, welche die Teilung auf den Teiltisch überträgt Um die Teilungsgenauigkeit einhalten zu können, ist e: erforderlich, das Spiel zwischen den miteinandei kämmenden oder in Eingriff stehenden Gliedern de; Tischantriebes als Einflußgröße auf den Teilvorganj auszuschalten. Dies wird bei bekannten Anlager dadurch herbeigeführt, daß der Teiltisch nach Beendi gung eines Bearbeitungsvorganges im Eilgang in sein< Ausgangslage zurückgefahren wird, dann erneut ir Arbeitsstellung unter Weitersetzung um die vorhei eingestellte Zahnteilung gebracht wird. Hierbei is neben dem aufwendigen Arbeitsablauf nachteilig, da£ die Transponzahnflanken der Antriebselemente gleich zeitig die Positionierungsbezugsflächen für den Tei lungsvorgang sind. An diesen Flächen tritt ein die Genauigkeit beeinträchtigender Verschleiß im Laufe der Betriebszeit ein.

Bei Werkstücken, die in mehreren Teilungszykler gefertigt werden müssen, ermöglichen die bekannter Tischantriebe nicht, die Teilungsvorgänge in beider Tischrichtungen auszuführen, da sich die Teilstellunger des Teiltisches beim Teilen in der einen Richtung gegenüber dem Teilen in der anderen Richtung weger des Getriebespiels im Tischantrieb verschieben. Untei einem Teilungszyklus wird eine dem Werkstücl· entsprechende Anzahl von aufeinander folgender Teilungsvorgängen verstanden, die in einer Tischrich tung ausgeführt werden. Auch bei Anwendung vor Genauigkeits-Gewindespindeln, beispielsweise ei η ei Kugelumlaufspindel, oder anderen Zahngetrieben, ist e> bei den bekannten Teileinrichtungen nach einerr ausgeführten Teilungszyklus erforderlich, den Teiltiscl· wieder in die Ausgangslage zurückzufahren, bevor eir erneuterTeilungszyklus beginnen kann.

Aus der US-PS 29 49 796 ist eine Teileinrichtung bekannt, bei der ein Spielausgleich möglich ist und be der nach einem Teilvorgang zur Endpositionicrung durch einen in Gegenrichtung wirkenden Zusatzantrieb nicht zum Verstellen benutzte Anschlagzahnflanker von Aniriebselementen zur Anlage gebracht werden Diese bekannte Spiclausglcichseinrichtung gehört einei grundsätzlich anderen Gattung von Spielausgleichscin

■ichtungen an als der Gegenstand, auf den sich die Erfindung bezieht. Während dieser für den Tischantrieb silier die rotatorische Teilungsgröße einer angetriebenen Teilscheibe mittels eines Zahngetriebes in eine •ranslatorische Teilungsgröße umwandelnden Teileinrichtung eines Gerad-Teiltisches bestimmt ist, ist die Spielausgleichseinrichtung nach der US-PS 29 49 796 für den Tischantrieb einer die rotatorische Teilungsgröße einer angetriebenen Teilscheibe mittels eines Zahngetriebes beibehaltenden Teileinrichtung eines Dreh-Teiltisches, beispielsweise für Zahnradschleifmaschinen, bestimmt.

Bewegungssteuerungen mit Spielausgleich für hydraulisch oder elektrisch angetriebene, eine Vor- und Rücklaufbewegung ausführende Maschinenteile sind aus der DT-AS 10 38 379 und der US-Zeitschrift »Machinery«, Oktober 1968, S. 111,112 bekannt. So geht aus der DT-AS 10 38 379 hervor, daß ec für Fräsmaschinen mit Spindelantrieb, die auch für das Gleichlauffräsen eingesetzt werden sollen, bereits bekannt ist, das Spiel zwischen Vorschubspindel und Tischmutter durch einen mit dem Tisch verbundenen Kolben aufzuheben, gegen den der Öldruck in einem Arbeitszylinder wirksam ist. Außerdem ist der umgekehrte Fall aus dieser Schrift bekannt, bei dem dem hydraulischen Kolben die Antriebsfunktion übertragen ist, während die Geschwindigkeit der Vor- und gegebenenfalls auch der Rücklaufbewegung des Arbeitstisches durch eine mit dem Arbeitstisch bewegungsschlüssig verbundene Gewindespindel ohne Selbsthemmung gesteuert wird, die über ein zwischengeschaltetes Kupplungselement mit einem gesonderten Antrieb, z. B. einer Antriebsschnecke, bewegungsschlüssig verbunden ist. Auch diese bekannte Spielausgleichseinrichtung gehört jedoch zu einer anderen Gattung von Spielausgleichseinrichtungen. Sie ist nicht für eine Teileinrichtung bestimmt, weder für einen Gerad-Teiltisch noch für einen Dreh-Teiltisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die unter Vermeidung der angeführten Nachteile der bekannten Tischantriebe mit einer Teileinrichtung durchzuführende, genaue Teilvorgänge in beiden Bewegungsrichtungen des Gerad-Teiltisches ermöglicht, ohne daß der Teiltisch zwischen den Teilvorgängen in seine Ausgangslage zurückgefahren werden muß.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zusätzlicher auf den Teiltisch wirkender Antrieb vorgesehen ist, durch den während des Teilvorganges, auf den Teiltisch eine in einer Bewegungsrichtung des Teiltisches wirkende, Transportzahnflaniicen von Getriebeelementen des Tischantriebes unabhängig von der Richtung des Teilvorganges miteinander in Anlage haltende Kraft ausübbar ist, und daß der zusätzliche Antrieb in bei Drehtisch-Teileinrichtungen bekannter Weise zur Endpositionierung in Gegenrichtung derart umsteuerbar ist, daß Anschlagzahnflanken der Getriebeelemente miteinander zur Anlage kommen.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Spielausgleichseinrichtung verschieben sich die Teilstellungen des Tciltisches beim Teilen in der einen Richtung gegenüber dem Teilen in der anderen Richtung nicht, so daß die Teilvorgänge in beiden Richtungen mit gleicher Genauigkeit und abwechselnd ohne jeweilige Rückkehr zum Ausgangspunkt durchgeführt werden können. Dabei wird ein Verschleiß der die Teilgenauigkeit bestimmenden Elemente der Teileinrichtung vermieden, weil während des Teilvorganges nur Transportzahnflanken miteinander in Berührung stehen, wogegen in Endstellungen Anschlagzahnflanken als Positionierungsbezug miteinander zur Anlage gebracht werden.

Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer Spielausgleichseinrichtung einer Teileinrichtung eines Gerad-Teiltisches einer Zahnstangenschleifmaschine,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Spielausgleichseinrichtung gemäß Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig.3 eine andere Ausführungsform der Erfindung in einer der F i g. 1 entsprechenden Ansicht,

F i g. 4 die Spielausgleichseinrichtung gemäß F i g. 3 in einer der F i g. 2 entsprechenden Darstellung,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der F i g. 1 entsprechenden Darstellung,

F i g. 6 das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 in einer der F i g. 2 entsprechenden Darstellung,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der F i g. 1 entsprechenden Darstellung,

Fig. 8 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 in einer der F i g. 2 entsprechenden Darstellung,

Fig.9 eine Spielausgleichseinrichtung gemäß der in F i g. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform mit geändertem Tischantrieb,

Fig. 10 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Ausführungsform gemäß F i g. 9,

Fig. 11 und 12 eine Draufsicht auf die Spielausgleichseinrichtung und den Tischantrieb der in den Fig.9 und 10 dargestellten Ausführungsform in zwei verschiedenen Stellungen.

Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ist ein Teiltisch 1 anzutreiben, der ein Werkstück 2 trägt, welches einem Bearbeitungsvorgang ausgesetzt werden soll. Der ausschließlich mit einer translatorischen Bewegung anzutreibende Teiltisch 1 ist mittels Wälzkörpern 4 auf einem Maschinenbett 3 reibungsarm gelagert. Die Seitenführung des Teiltisches 1 erfolgt durch spielfrei eingestellte Stützrollen 5 oder durch Wälzkörper 4 und Stützrollen 5.

Unterschiedlich ist in den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Tischantrieb der Teileinrichtung des Teiltisches 1 ausgebildet; es werden jedoch zum Teil gleiche Getriebeelemente verwendet, die nur verschieden miteinander kombiniert oder verschieden zueinander angeordnet sind. Für gleiche Teile werden in der Zeichnung gleiche Bezugszeichen verwendet.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Tischantrieb der Teileinrichtung des Teiltisches 1 aus einer Gewindespindel 8, die parallel zu dem Teiltisch 1 in einer Ausnehmung des Maschinenbettes 3 angeordnet ist. Die Gewindespindel 8 ist beidseitig in je einem Lager 9 gelagert und wirkt mit einer Mutter 7 zusammen, die fest mit dem Teiltisch 1 verbunden ist Oberhalb der zur Aufnahme der Gewindespindel 8 unc der Mutter 7 vorgesehenen Ausnehmung des Maschi nenbettes 3 ist eine Auskragung am Teiltisch I vorgesehen, die an ihrer einen Seile eine Zahnstange ( trägt.

Mit der Gewindespindel 8 ist eine Antriebswelle t( mit ihrem einen Ende fest verbunden, die mit ihren anderen Ende an einen Antriebsmotor 13 angeschlossei ist und eine Teilscheibe Ii trägt, die auf ihrem Utnfan) mit Rasten versehen ist, in die nach vollendeter Drehuni

der Antriebswelle 10 eine Teilklinke 12 eingreift. Die Verdrehungen der Teilscheibe 11 stellen eine Teilungsgröße dar, die mittels des aus der Gewindespindel 8 und der Mutter 7 bestehenden Tischantriebs in eine translatorische Teilungsgröße umgewandelt wird.

Zum Ausgleich der Lager- und Zahnspiele des Tischantriebes ist ein zusätzlicher auf den Teiltisch 1 wirkender Antrieb vorgesehen, durch den während des Teilvorganges auf den Teiltisch 1 eine Kraft ausübbar ist. Der zusätzliche Antrieb besteht aus einem Hydromotor 16, dessen Drehbewegung über eine Welle 15 auf ein Spannritzel 14 übertragen wird, welches in die Verzahnung der Zahnstange 6 eingreift. Während eines Teilvorganges, der in der einen oder anderen Richtung vorgenommen werden kann, liefert der Hydromotor 16 ein gleichbleibendes Drehmoment in einer Drehrichtung, welches eine konstante Verschiebekraft auf den Teiltisch 1 ausübt. Ist die vorgesehene Richtung des Teilvorganges entgegengesetzt zu der Richtung der durch den Hydromotor ausgeübten Kraft auf den Teiltisch 1, so findet der Transport des Teiltisches 1 durch den Tischantrieb statt. Die Verzahnungen der Getriebespindel 8 und der Mutter 7 kommen an den Transportzahnflanken (Linksflanken) zur Anlage, und der Hydromotor 16 wird unter Überwindung seines konstanten auf den Teiltisch 1 ausgeübten Drehmoments mitgeschleppt.

Die gegenüberliegenden Anschlagzahnflanken (Rechtsflanken) sind um die Zahnspiele voneinander entfernt. Zum Ende des Positionieru..gsvorganges nach dem Einfallen der Teilklinke 12 in eine Raste der Teilscheibe 11 - wird der Hydromotor 16 zur Ausübung eines umgekehrt gerichteten Drehmoments umgeschaltet, wodurch die auf den Teiltisch I ausgeübte Kraft eine entgegengesetzte Richtung erhält. Das Moment und damit die Kraft behalten ihre Größe unverändert bei. Es findet eine Verschiebebewegung des Teiltisches 1 statt derart, daß sich die Getriebeelemente des Tischantriebs nunmehr an den Anschlagzahnflanken (Rechtsflanken) berühren. Nunmehr befindet sich der Teiltisch 1 in seiner genauen Positionierungsstellung.

Stimmen die vorgesehene Richtung des auszuführenden Teilvorgangs und die auf den Tciltisch 1 ausgeübte Kraftwirkung des Hydromotors 16 überein, übernimmt der Hydromotor 16 den Transport des Teiltisches 1 und der Tischantrieb läuft mit. Auf diese Weise ist auch bei einem in dieser Richtung ablaufenden Teilvorgang sichergestellt, daß während des Teilvorganges die Transportzahnflanken der Getriebeelemente des Tischantriebs miteinander in Anlage sind und daß erst nach Umschalten der Drehrichtung des Hydromotors 16 zur Endpositionierung sich die Anschlagzahnflanken berühren. Das Anfahren des Teiltisches 1 an die Anschlag zahnflanken (Endpositionierung) erfolgt immer nur in einer Richtung, so daß in der einen und der anderen Tischrichtung geteilt werden kann, ohne daß sich die Teilstellungen dabei verschieben. Außerdem wird ein Verschleiß der positionsbestimmenden Anschlagzahnflanken vermieden.

Im Prinzip arbeiten auch die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele in der gleichen Weise, wobei bei einigen Ausführungsbeispielen nur zu beachten ist, daß bei Verwendung einer Kolben/Zylinder-Einheit als zusätzlicher Antrieb von vornherein eine in Bewegungsrichtung des Teiltisches 1 wirkende Kraft vorliegt und eine Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung nicht erforderlich ist.

Das in F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der aus den F i g. 1 und 2 ersichtlichen Teileinrichtung des Gerad-Teiltischcs 1 dadurch, daß der zum Spielausgleich vorgesehene zusätzliche auf den Teiltisch 1 wirkende Antrieb aus einer hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheit 18 besteht, die über die Mutter 7 des Tischantriebes direkt mit dem Teiltisch 1 in Verbindung steht. Hierzu ist die Kolbenstange 117 der Kolben/Zylinder-Einheit 18

ίο verlängert und unterhalb der Gewindespindel 8 an der Mutter 7 befestigt.

Das in den F ί g. 5 und 6 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel einer Teileinrichtung weist wie die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele einen aus einer Gewindespindel 8 und einer Mutter 7 bestehenden Tischantrieb auf, der Spielausgleich wird bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch durch eine zweite auf den Teiltisch 1 wirkende Gewindespindel 19 bewirkt die mit der anderen Gewindespindel 8 durch zwei Zahnräder 20, 21 gekuppelt ist und außerdem axial durch eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit 18 verschiebbar ist. Diese ist in eines der Lager 9 eingebaut und führt nur geringe Bewegungen aus, entsprechend den Spielen in den Gewindespindeln und Muttern. Die Bewegungsrichtungen sind durch den Doppelpfeil in F i g. 5 der Zeichnung angegeben. Die zweite Gewindespindel 19 ist parallel in einem Abstand unterhalb der Gewindespindel 8 geführt. Beide Gewindespindeln 8 und 19 wirken mit zwei einstückigen Muttern 7 zusammen, welche mit dem Teiltisch 1 verbunden ist. Die Gewindespindeln 8 und 19 sind rechts- bzw. linksgängig.

Auch bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten

Ausführungsbeispielen wird der gleiche Tischantrieb

wie zuvor mit einer Gewindespindel 8 und einer Mutter 7 verwendet. Der Spielausgleich erfolgt hier durch eine zweite Mutter 22, die mit dem Teiltisch 1 fest verbunden ist und durch eine hydraulisch wirkende Kolben/Zylinder-Einheit i8 axial verschiebbar ist.

Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungs-

beispielen besteht bei der aus den Fig.9 und 10 ersichtlichen Teileinrichtung eines Gerad-Teiltisches 1 der Tischantrieb aus einem in die Verzahnung der Zahnstange 6 eingreifenden Positionierritzel 23, das auf einer Ritzelwelle 24 befestigt ist, welche im Maschinen^belt 3 gelagert ist und ein Schneckenrad 25 an ihrem freien Ende träigt. Das Schneckenrad 25 wird von einer Schnecke 26 angetrieben. Der Drehwinkel der Schnekke 26 entsprechend der gewünschten Teilungsgröße wird durch eine bestimmte Anzahl von Weginkremen-

ten bestimmt, die mittels der Teilscheibe 11 erzeugt werden, welche über die Welle 10 mit dem Antriebsmo tor 13 und der Schnecke 26 verbunden ist. Das Spannritzel 14 des zusätzlichen Antriebs, welcher wk bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispie

ausgebildet ist, und das Positionierritzel 23 greifer versetzt zueinander in die Verzahnung der Zahnstang« 6 ein, so daß ein Verschleiß der positionsbestimmendei Anschlagflanken der Verzahnung vermieden wird. Di« Funktion der Spielausgleichseinrichtung dieser Teilein

richtung entspricht der des Ausführungsbeispiel! welches unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und : beschrieben worden ist Zusätzlich ist aus den F i g. 1 und 12 die Drehrichtung des Hydromotors 16 ersichtlic! und die von ihm auf den Teiltisch 1 ausgeübte Kraf

Diese ist duirch einen Pfeil auf der Zahnstange verdeutlicht In Fig. U sind die Verhältnisse währen des Verstellvorgangs dargestellt und in Fig. 12 da Stadium der Endpositionierung nach dem Umschalte

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des Hydromotors 16 und der damit verbundenen Umkehrung der auf den Teiltisch I wirkenden Verschiebekraft, was wiederum durch einen Pfeil auf der Zahnstange b angedeutet ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

0* Patentansprüche:

1. Spielausgleichseinrichtung für den Tischantrieb einer die rotatorische Teilungsgröße einer angetriebenen Teilscheibe mittels eines Zahngetriebes in eine translatorische Teilungsgröße umwandelnden Teilrichtung eines Gerad-Teiltisches, insbesondere einer Zahnstangenschleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher auf den Teiltisch (1) wirkender Antrieb (14 bis 16; 17, 18) vorgesehen ist, durch den während des Teilvorganges auf den Teiltisch (1) eine in einer Bewegungsrichtung des Teiltisches (1) wirkende, Transportzahnflanken von Getriebeelementen (7, 8; 23 bis 26) des Tischantriebs unabhängig von der Richtung des Teilverganges miteinander in Anlage haltende Kraft Ausübbar ist, und daß der zusätzliche Antrieb (14 bis 16; 17, 18) in bei Drehtisch-Teileinrichtungen bekannter Weise zur Endpositionierung in Gegenrichtung derart umsteuerbar ist, daß Anschlagzahnflanken der Getriebeelemente (7, 8; 23 bis 26) rniteinander zur Anlage kommen.

2. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Antrieb (14 bis 16; 17, 18) ein Hydromotor (16) oder eine hydraulische Kolben/Zylinder-Einheit (18) ist.

3. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 ©der 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiltisch (1) mit einer Zahnstange (6) versehen ist, an der der JtusEitzliche Antrieb (14 bis 16) mit einem in die Zahnstange (6) eingreifenden Spannritzel (14) •ngreift.

4. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zahnstange (6) der Tischantrieb mit einem in die Zahnstange (6) Versetzt zu dem Spannritzel (14) eingreifenden Antriebsritzel (23) angreift, das über eine Ritzelwelle

124) und ein Schneckenradgetriebe (25, 26) angetrie- >en ist.

5. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 toder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Antrieb und der Tischantrieb über eine mit dem Teiltisch (1) fest verbundene Mutter (7) einer (Gewindespindel (8) am Teiltisch (1) angreifen.

6. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gewindetpindel (19) vorgesehen ist, die mit der Gewindespindel (8) des Tischantriebs formschlüssig verbunden Und axial verschiebbar gelagert ist, und daß an die »weite Gewindespindel (19) die Kolben/Zylindertinheit (18) angeschlossen ist.

7. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 (»der 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Teiltisch (1) eine Mutter (22) befestigt ist, über die die Kraft des zusätzlichen Antriebs (14 bis 16, 17, 18) •bertragbar ist.

8. Spielausgleichseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (22), des zusätzlichen Antriebs (14 bis 16; 17, 18) auf der Gewindespindel (8) angeordnet ist, die mit di:r Mutter (7) den Tischantrieb bildet.