DE2158094A1

DE2158094A1 - Stellantrieb fuer winkelverstellungen

Info

Publication number: DE2158094A1
Application number: DE19712158094
Authority: DE
Inventors: Heinz Marschner; Willi Schacher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-11-24
Filing date: 1971-11-24
Publication date: 1973-05-30
Also published as: IT973555B; CH565625A5; JPS4859291A

Description

Stellantrieb für Winkelverstellungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stillsetzen eines drehbaren Maschinenteiles in einer oder mehreren vorgegebenen Winkelstellungen mit einem schrittweisen Drehen um einen kleinen Winkel.
Vorrichtungen dieser Art haben eine zusätzliche Kupplung, über die sie an eine Drehachse oder eine Welle um die das Maschinenteil gedreht werden soll, angeschlossen sind.
Die Erfindung will eine neue Vorrichtung zum Stillsetzen eines drehbaren Maschinenteiles in einer oder mehreren Winkelstellungen schaffen, die ohne eine Kupplung arbeitet.
Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein Zahnrad auf einer Welle oder Drehachse fest aufgesetzt wird und daß eine Reihe hydraulisch oder magnetisch gesteuerter Bolzen vorgesehen werden, die am Umfang des Zahnrades über dem Zahnkranz verteilt angeordnet sind.
Die Bolzen sind gegen das Zahnrad verschiebbar. Über dem Zahnkranz sind sie so verteilt angeordnet, daß sie einzeln nacheinander in schrittweiser Folge mit je einem Teilschritt einer Zahnteilung gegen die Zähne des Zahnrades versetzt sind.
In dieser Vorrichtung werden die Bolzen nacheinander in die Lücken des Zahnrades geschoben und wieder zurückgezogen. Die versetzte Anordnung jedes einzelnen Bolzens fortlaufend um jeweils einen Teilschritt gegen die zugeordnete Zahnlücke bewirkt, daß der einzelne Bolzen gegen die ihm zugeordnete Zahnflanke am Zahnrad drückt und so das Zahnrad um einen Teilschritt weiterdreht.
Werden die Bolzen einmal der Reihe nach durchlaufend beispielsweise im Uhrzeigersinn nacheinander gegen die Zahnflanken bewegt, so erfolgt ein schrittweises Drehen des Zahnrades in aufeinanderfolgenden Tellschritten. Ist jeder Bolzen einmal betätigt, so ist das Zahnrad um eine Zahnteilung weitergedreht. Wird dieser Durchlauf wiederholt und so oft ausgeführt wie Zähne am Zahnrad vorhanden sind, so macht das Zahnrad eine Umdrehung.
Mit dieser Vorrichtung der Erfindung ist ein neuer Stellantrieb für Winkelverstellungen an drehbaren Maschinenteilen geschaffen.
Dieser Stellantrieb kann Stellungen im sehr kleinen Winkel genauso exakt ausführen, wie über große Winkelbereiche.
Die Gestaltung und Ausführung der Erfindung läßt eine Reihe konstruktiver Abwandlungen zu.
Die Bolzen können über dem gesamten Umfang des Zahnkranzes oder nur über einen Sektor des Umfangs verteilt angeordnet sein.
Die Bolzen können in den Zahnlücken satt anliegend gestaltet sein oder so, daß sie in den Zahnlücken freien Raum lassen.
Es können mehrere Bolzen zu einer Gruppe zusammengefaßt sein, die gleichzeitig gegen die Zähne des Zahnkranzes wirkt. Dann wird die Gruppe der Bolzen um einen Teilschritt gegen die Zähne versetzt. Diese Ausführung ist zweckmäßig zur Drehmomentverstärkung beim Bewegen des Zahnkranzes.
Für ein schnelles Drehen des Zahnrades kann eine Schnellgangschaltung dadurch erreicht werden, daß ein Bolzen nur zum Teil in die Lücke eingeführt wird und dann der nächstfolgende Bolzen in gleicher Weise gegen die nächste Zahnlücke bewegt wird.
Die Erfindung wird für den speziellen Anwendungsfall an einer Arbeitsspindel von Werkzeugmaschinen erläutert.
Vorrichtungen zum Stillsetzen von Arbeitsspindeln an Werkzeugmaschinen haben eine Rastvorrichtung mit einem Bolzen, der in einer zugeordneten Öffnung einrastet und so die Arbeitsspindel in einer vorgegebenen Winkelstellung stillsetzt. Die Breite des Bolzens und die ggf.
vorgesehene Abschrägung zum Einführen des Bolzens in die zugeordnete öffnung nehmen an einem Kreisumfang einen Winkel von etwa 100 ein. Innerhalb dieses Winkelbereiches ist daher eine Feinverstellung der Arbeitsspindel nicht gegeben.
Soll aber in dem genannten Winkelbereich eine Feinverstellung an der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine möglich sein, so muß man sich einer zusätzlichen Vorrichtung bedienen, die an die Arbeitsspindel anzukuppeln ist und dann das Drehen um den kleinen Winkel übernimmt.
In der Fig. 1 ist auf der Welle 2 einer nicht dargestellten Arbeitsspindel das Zahnrad 3 fest angeordnet. Ein Bolzen 6 ist gegen die Zähne 4 und 5 in die Lücke zwischen diesen Zähnen verschiebbar. Entsprechende Bolzen 7, 8, 9, 10, 11 sind am Umfang über dem Zahnkranz des Zahnrades 3 verteilt angeordnet. In der Fig. 2 ist dargestellt am Beispiel des Bolzens 6, daß der Bolzen 6 um den Teilschritt a in Richtung A gegen den Zahn 5 versetzt ist. In Umlaufrichtung A der Fig. 1 sind die übrigen Bolzen 7 bis 11 um einen gleichen Teilschritt jeweils gegen das Zahnrad versetzt.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Wird der Bolzen 6 gegen den Zahn des Zahnrades 3 bewegt, so verschiebt er das Zahnrad um den Teilschritt a in Richtung A. Der Bolzen 7 ist aber um einen weiteren Teilschritt a gegen die Zähne des Zahnrades versetzt angeordnet. Wird der Bolzen 6 zurückgezogen und anschließend der Bolzen 7 gegen das Zahnrad bewegt, so erfolgt wiederum ein Weiterdrehen um den Teilbetrag a in Richtung A. Dieses kann entsprechend an den übrigen Bolzen 8 bis 11 fortgesetzt werden. In dem genannten Ausführungsbeispiel bringen die sechs Bolzen mit ihren sechs Teilschritten, wenn sie einzeln nacheinander in schrittweiser Folge betätigt werden, das Zahnrad genau um eine Zahnteilung weiter. Dabei wird aber die Arbeitsspindel um den Winkel weitergedreht, der einer Zahnteilung entspricht. Durch Auswahl der Zähnezahl am Zahnrad und Zuordnung einer entsprechenden Zahl verschiebbarer Bolzen kann es erreicht werden, sehr kleine Winkelbewegungen zuverlässig und exakt auszuführen.
Für 60 Zähne am Zahnrad und 12 Bolzen erhält man 720 Teilschritte pro Umdrehung, 120 Zähne und 12 Bolzen würden 1 440 Teilschritte bieten.
Die Fig. 3 zeigt im Schema die neue Vorrichtung mit der Welle 20 einer Werkzeugmaschine. Auf der Welle 20 ist eine an sich bekannte Vorrichtung 21 zum Stillsetzen in einer vorgegebanen Winkelstellung angeordnet. Über dem Zahnrad 22 sind die Bolzen 23 vorgesehen, die auf das Zahnrad einwirken.
Die Steuerung der Bolzen in einem hydraulischen Zylinder mit Hilfe der 3/2 Wegeventile 31 bis 36 entsprechend Fig. 1 und das nacheinander erfolgende Betätigen ist als Folgesteuerung durchführbar und wird im. Rahmen der Erfindung nicht näher beschrieben, weil diese Folgesteuerung als bekannt anzusehen sind.
Die Anordnung der Bolzen kann auch in einer Abwandlung der Konstruktion axial gegen ein Zahnrad gerichtet sein, das axial gerichtete Zähne aufweist.

Claims

Patentansprüche

1.)Vorrichtung zum Stillsetzen eines drehbaren Maschinenteiles in einer vorgegebenen Winkelstellung mit einem schrittweisen Drehen um einen kleinen Winkel dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Welle (20) ein Zahnrad (22) fest angeordnet ist, daß hydraulisch gesteuerte, in die Lücken des Zahnrades verschiebbare Bolzen (23) vorgesehen sind, die über dem-Umfang des Zahnrades verteilt sind und die einzeln nacheinander in schrittweiser Folge mit je einem Teilschritt einer Zahnteilung gegen die Zähne des Zahnrades versetzt sind.

2. Vorrichtung zum Stillsetzen eines drehbaren Maschinenteiles nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen über einen Sektor des Umfanges am Zahnrad angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen so angeordnet und bemessen sind, daß die Zahnlücken nicht gänzlich ausgefüllt werden bei eingefahrenen Bolzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß-anstelle einzelner Bolzen Gruppen von Bolzen gegen das Zahnrad wirkend angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Bolzen über ein Ventil ansteuerbar ist.

6. Steuerung für Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schnellgangschaltung ein Bolzen nur zum Teil in die Lücke am Zahlenkranz eingeschoben und dann der nächstfolgende Bolzen in gleicher Weise bewegt wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad einen stirnseitig axial gerichteten Zahnkranz hat, gegen den axial gerichtete Bolzen angeordnet sind.

L e e r s e i t e