DE2329671C2 - Indexiervorrichtung für ein Orehteil einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

der die Zähne der Zahnringe vollständig außer Eingriff sind, spielfrei mit den Eingriffsteilen des Antriebsfiansches im Eingriff stehen, wozu die Mitnehmer als Bolzen mit kegeligen Enden und die Eingriffsteile des Antriebsflansches als Buchsen mit kegeliger Bohrung ausgebildet sind.

Hierdurch wird eine unkontrollierte Drehbewegung des Drehteiles beim Übergang von der Indexierungsstellung in die Drehstellung verhindert. Da die kegelförmigen Enden im Verlauf der fortschreitenden Entfernung der Zahnringe voneinander :n zunehmendem Maße in die kegeligen Bohrungen eingreifen, wird ihre Beschädigung vermieden, wenn das Drehteil angehoben wird. Durch den spielfreien Eingriff in Drehstellung ist trotz des Spiels um eine halbe Zahnteilung in Indexierungsstellung ein genaues Verschwenken des Drehteiles möglich. Da hierbei die kegelförmigen Enden vollständig in die kegeligen Bohrungen der Buchsen eingreifen, ist auch jederzeit eine einwandfreie Kraftübertragung gewährleistet. Dank des Spiels um eine halbe Zahnteilung können die lndexierungszähne ungehemmt einrasten, so daß hier ebenfalls Beschädigungen irgendwelcher Teile vermieden werden.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im folgenden näher erläutert.

Das Drehteil 4 ist mit der als Hohlwelle ausgebildeten Drehteilwelle 8 fest verbunden. Diese ist über die Gleitlager 11 und 13 oder gegebenenfalls auch hydrostatische Lager in dem Lagergehäuse 5 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Das Drehteil 4 weist einen Zahnring 6 mit einer Stirnverzahnung — bekannt unter der Bezeichnung Hirth-Verzahnung — auf, die in eine Stirnverzahnung Ta eines mit dem Lagergehäuse 5 verbundenen Zahnringes 7 eingreift. Beide Zahnringe 6, 7 sind also während des normalen Betriebes mit dem Drehteil bzw. dem Lagergehäuse fest verbunden. Um gegebenenfalls das Drehteil um Winkelschritte, die kleiner sind als die Zahnteilung der Stirnverzahnung 6a, 7a schwenken zu können, kann in bekannter Weise einer der beiden Ringe verdrehbar und feststellbar gegenüber dem zugehörigen Maschinenteil angeordnet sein.

Am freien Ende der Drehteilwelle 8 ist eine Scheibe 9 befestigt, die sich in Achsrichtung erstreckende Mitnehmer 10 aufweist. Die freien Enden 10a der Mitnehmer 10 sind kegelförmig ausgebildet und in Richtung auf das Drehteil 4 gerichtet.

Auf der Drehteilwelle 8 ist drehbar eine Büchse 16a gelagert, die einen Antriebsflansch 16 aufweist. In diesem Antriebsflansch 16 sind mehrere Hülsen 15 mit kegelförmigen Vertiefungen 15a eingesetzt, die mit den kegelförmigen Enden 10a der Mitnehmer 10 zusammenwirken. Die Büchse 16a ist mit einem Schneckenrad 17 verbunden, das über eine nicht dargestellte Schnecke angetrieben wird. Das Schneckenrad 17 stützt sich über das Lager 18 gegen das Gehäuse 5 ab, wobei Federn 20, die sich an dem Axiallager 21 abstützen, ebenfalls die Lage des Schneckenrades bestimmen. Im Inneren der gleichzeitig als Zylinder dienenden Drehteilwelle 8 ist ein Kolben 1 angeordnet, der sich über die Kolbenstange 2 an einem mit dem Gehäuse 5 verschraubten Deckel 12 abstützt Das dem Drehteil 4 zugekehrte Ende der Drehteilwelle ist durch einen Deckel 22 dicht verschlossen. Durch eine Bohrung 3 in der Kolbenstange 2 kann Druckmittel in den zwischen dem Kolben 1 und dem Deckel 22 gebildeten Hohlraum 23 eingeleitet werden. Konzentrisch zur Kolbenstange 2 sind mehrere Tellerfedern 14 vorgesehen, die sich einerseits an dem Kolben 1 und andererseits an der Scheibe 9 abstützen.

In der Zeichnung ist die Indexiervorrichtung in ihrer Indexierungsstellung gezeigt Die Stirnverzahnungen 6a und 7a der Zahnringe 6 und 7 werden durch die Kraft der Federn 14 fest ineinandergedrückt und somit das Drehteil 4 in der gewünschten Winkelstellung gehalten. Soll diese Winkelstellung verändert werden, so wird Druckmittel in den Hohlraum 23 eingeleitet, wodurch das Drehteil 4 zusammen mit der Drehteilwelle 8 entgegen der Kraft der Federn 14 in Pfeilrichtung A angehoben wird. Hierdurch gelangen die Stirnverzah-

nungen 6a und 7a außer Eingriff. Gleichzeitig werden die kegelförmigen Enden 10a der Mitnehmer 10 in die kegelförmigen Vertiefungen 15a hineinbewegt und greifen spielfrei in diese Vertiefungen ein. Hierdurch können auch große Kräfte exakt auf das Drehteil 4

übertragen werden und dieses in die gewünschte Winkelstellung geschwenkt werden.

Ist diese Winkelstellung erreicht, die auf einer an dem Zahnring 6 angebrachten Skala abgelesen werden kann, so wird das auf den Kolben 1 wirkende Druckmittel 23 abgelassen und die in den Tellerfedern 14 gespeicherte Kraft bewegt das Drehteil 4 entgegen der Pfeilrichtung A in seine Ausgangsstellung zurück. Hierbei entsteht zwischen den kegelförmigen Enden 10a und den Vertiefungen 15a Spiel. Fluchten die Zähne der Stirnverzahnungen 6a, 7a nicht exakt mit den gegenüberstehenden Lücken, so kann dank dieses Spiels sich das Drehteil 4 um maximal eine halbe Zahnteilung verdrehen, ohne da3 diese Drehbewegung durch irgendwelche Teile behindert wird. Ein exaktes Einrasten der Stirnverzahnungen 6a, 7a ist damit sichergestellt.

Die erfindungsgemäße Indexiervorrichtung ist nicht nur für Drehteile von Werkzeugmaschinen, wie z. B. Aufspannrundtischen, die um vertikale Achsen drehbar sind, anwendbar, sondern auch für schwergewichtige Teile, wie z. B. Werkzeugmaschinensupporte, die um horizontale Achsen verschwenkt werden sollen.

Die erfindungsgemäße Indexiervorrichtung ist prinzipiell gedacht für eine der Zähnezahl der Zahnringe entsprechende Winkelgröße. Bei 360 Zähnen ergibt

sich beispielsweise als kleinste Winkelschrittgröße ein Winkelgrad.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Indexiervorrichtung für ein Drehteil einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einer mit dem Drehteil verbundenen, in einem Lagergehäuse drehbar und mittels einer Kolben-Zylinder-Anordnung axial verschiebbar gelagerten Drehteilwelle, einer mit ihr lest verbundenen Scheibe mit mehreren sich in Achsrichtung erstreckenden Mitnehmern, einem koaxial zur Drehteilwelle, mit Abstand von der Scheibe angeordneten, mit einer Antriebsvorrichtung in drehfester Verbindung stehenden Antriebsflansch, demgegenüber die Drehteilwelle axial verschiebbar ist und der mit den Mitnehmern zusammenwirkende Eingriffsteile aufweist, und je einem mit dem Drehteil und dem Lagergehäuse drehfest verbundenen Zahnring mit Stirnverzahnung mit in IndexierungssteJJung ineinandergreifenden Zähnen, die bei Axialverschiebung der Drehteilwelle mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung in Drehstellung außer Eingriff gelangen, während die Mitnehmer dann vollständig in die Eingriffsteile eingreifen, d a durch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (10) in der axialen Stellung der Drehieilwelle (8), in der der Zahneingriff der Zahnringe (6, 7) beginnt, mit einem eine begrenzte Drehbewegung des Drehteiles (4) gegenüber dem Antriebsflansch (16) um etwa eine halbe Zahnteilung der Zahnringe (6, 7) zulassendes Spiel mit den Eingriffsteiien (15, 15a), des Antriebsflansches (16) in Eingriff stehen und daß sie in der axialen Stellung der Drehteilwelle (8) in der die Zähne der Zahnringe (6, 7) vollständig außer Eingriff sind, spielfrei mit den Eingriffsteilen (15, 15a) des Antriebsflansches (16) im Eingriff stellen, wozu die Mitnehmer (10) als Bolzen mit kegeligen Enden (10a) und die Eingriffsteile des Antriebsflansches (16) als Buchsen (15) mit kegeliger Bohrung (15a) ausgebildet sind.

   Die Erfindung betrifft eine Indexiervorrichtung für ein Drehteil einer Werkzeugmaschine, bestehend aus einer mit dem Drehteil verbundenen, in einem Lagergehäuse drehbar und mittels einer Kolben-Zylinder-Anordnung axial verschiebbar gelagerten Drehteilwelle, einer mit ihr fest verbundenen Scheibe mit mehreren sich in Achsrichtung erstreckenden Mitnehmern, einem koaxial zur Drehteilwelle, mit Abstand von der Scheibe angeordneten, mit einer Antriebsvorrichtung in drehfester Verbindung stehenden Antriebsflansch, dem gegenüber die Drehteilwelle axial verschiebbar ist und der mit den Mitnehmern zusammenwirkende Eingriffsteile aufweist, und je einem mit dem Drehteil und dem Lagergehäuse drehfest verbundenen Zahnring mit Stirnverzahnung mit in der Indexierungsstellung ineinandergreifenden Zähnen, die bei Axialverschiebung der Drehteilwelle mittels der Kolben-Zylinder-Anordnung in Drehstellung außer Eingriff gelangen, während die Mitnehmer dann vollständig in die Eingriffsteile eingreifen.

   Bei einer derartigen (aus der US-PS 3 242 771) bekannten Indexierungsvorrichtung sind die Mitnehmer an der mit der Drehteilwelle verbundenen Scheibe als Verzahnung mit feinen Zähnen ausgebildet. Diese feine Stirnverzahnung ist in Indexierungsstellung völlig außer Eingriff mit der gleichartigen Gegenverzahnung an dem Antriebsflansch. Beim Anheben der Drehteilwelle mittels Kolben gelangen die am Drehteil und am Lagergehäuse vorgesehenen Stirnverzahnungen außer Eingriff, während bei angehobener Drehstellung die feinen Stirnverzahnungen vollständig in Eingriff sind. Zwischen dieser vollständigen Eingriffsstellung und der vollständigen Eingriffsstellung der Stirnverzahnungen des Lagergehäuses und des Drehteiles ist jedoch eine

   ίο Zwischenstellung vorhanden, wo keine der Verzahnungen in Eingriff ist Es wäre nämlich sonst nicht möglich, daß sich das Drehteil um eine halbe Zahnteilung seiner Verzahnung verdreht, wenn das Drehteil durch Absenken in seine Indexierungsstellung gelangt und hierbei die Zähne der Verzahnungen Zahn auf Zahn stehen. Die feine Zahnteilung der an der Scheibe und dem Antriebsflansch vergesehenen Verzahnungen würde dann nämlich nur eine Drehbewegung des Drehteiles zulassen, die weniger als die Hälfte der feinen Zahnteilung

   ist. Außerdem besitzt die feine Zahnteilung der Verzahnungen an der Scheibe und am Antriebsflansch eine wesentlich geringere Zahnhöhe als die der Verzahnungen am Drehteil und am Lagergehäuse. Bei dieser bekannten Indexiervorrichtung gibt es also eine Stellung, wo keine der Verzahnungen mit der zugehörigen Gegenven-.ahnung in Eingriff ist. Dies wirkt sich dann nachteilig aus, wenn das Drehteil ständig, also auch während der Drehbewegung mit einem Drehmoment belastet ist, wie z. B. beim Schwenken von Schleifsupporten oder ähnlichen Maschinenelementen mit ungleicher Massenverteilung um eine horizontale Achse. In solchen Fällen ist die vorbekannte Indexiervorrichtung nicht anwendbar, denn das Drehmoment oder die nicht gleichmäßig verteilte Masse würde das Drehteil so weit verschwenken, bis Gleichgewicht herrscht bzw. bis der Massenschwerpunkt sich vertikal unterhalb der Drehachse befindet. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, bei denen auch beim Schwenken um eine vertikale Achse ein Drehmoment wirkt, so daß auch hier das Drehteil ungewollt weiterdrehen würde, sobald alle Verzahnungen außer Eingriff sind. Selbst wenn man, was schwierig zu verwirklichen ist, die vorbekannte Vorrichtung so ausbildet, daß alle Verzahnungen gleichzeitig in Eingriff sind, so wird ein derartiger Eingriff in einer Zwischenstellung nur im Spitzenbereich stattfinden. Der Spitzenbereich einer Stirnverzahnung ist jedoch relativ ungenau und wenig tragfähig, so daß mit mechanischen Zerstörungen bei einem größeren Drehmoment zu rechnen ist. Außerdem könnte dann, wie oben erwähnt, bei der vorbekannten Vorrichtung der ungünstige Fall eintreten, daß die Zahnkränze während des Lösens des Drehteiles Zahn auf Zahn stehen. Die feine Verzahnung könnte so beim Einrasten zerstört und der Funktionsablauf beeinträchtigt werden.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Indexiervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die auch bei Drehteilen, auf die ständig ein Drehmoment wirkt, eine unkontrollierte Drehbewegung des Drehteiles verhindert und ein ungehemmtes Einrasten der Indexierungszähne sichergestellt wird.

   Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Mitnehmer in der axialen Stellung der Drehteilwelle, in der der Zahneingriff der Zahnringe beginnt, mit einem eine begrenzte Drehbewegung des Drehteiles gegenüber dem Antriebsflansch um etwa eine halbe Zahnteilung der Zahnringe zulassenden Spiel mit den Eingriffsteilen des Antriebsflansches im Eingriff stehen und daß sie in der axialen Stellung der Drehteilwelle, in