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Vorrichtung zum Verstellen von in einem umlaufenden
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Kopf angeordneten Werkzeugen während des Umlaufens Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen von in einem umlaufenden Kopf angeordneten
Werkzeugen während des Umlaufens mit einem auf einer antreibbaren Hohlwelle frei
drehbar gelagerten Vestellring, der mit den zu verstehenden Werkzeugen in zwangsschlüssiger
Verbindung steht und gegenüber der Hohlwelle durch einen Steuermotor gesteuert verdrehbar
ist.
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Vorrichtungen dieser Art haben sich bei den Messarköpfen, insbesondere
für Schälmaschinnn, seit Jahren mit Erfolg bewährt, weil sie gegenüber den sonst
üblichnn Verstellungen über Schrägen den Vorzug haben, daß der Verstellweg nahezu
unbegrenzt ist und sowohl din Zufahrbewegung als auch die Auffahrbewegung motorisch
steuerbar sind (DE-PS 17 52 341), während das Auffahren bei der Verstellung über
Schrägen durch die Flieh kräfte bewirkt wird.
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Die als übertragungselemente vom umlaufend antreibbaren Kopf zu den
Verstellelementen vorgesehenen Zahntriebe, bzw. Zahnriemen, din möglichen Schlupf
vermieden haben, haben jedoch den Nachteil, daß sie bei den heute üblichen, verhältnismäßig
hohen Drehzahlen zu einer erheblichen Lärmemission führen.
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Der Erfindung lingt daher die Aufgabe zugrunde, die Lärmemission stark
zu vermindern.
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Ausgegangen wird von der Überlegung, daß man, um diese Aufgab zu losen,
auftretenden Schlupf in Kauf nehmen und den auftretenden Schlupf kompensieren soll.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Hinzufügung der im Kennzeichen des Patentanspruches
angegebenen Merkmale zu denen des Oberbegriffs.
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Damit wird die gestellte Aufgabe, wie Versuche ergeben haben, einwandfrei
gelöst. Es kann auch die Hohlwelle der Arbeitsmaschine über einen Flach- oder einen
Keilriemen mit der auf der Steuermotorwelle gelagerten Hohlwelle in Verbindung stehen.
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Zur Erläuterung folgendes: Auf dem Umfang des Bearbeitungskopfes oder
auf dem Umfang der sie tragenden Hohlwelle und auf dem Verstellring sei ein Streifen
von Marken aufgeklsbt.
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Die Breite einer hellen Marke entspreche genau 0,01 mm Verstellung
im Durchmesser, der Abstand zwischen dunklen Marken sei genau so groß wie die der
hellen Marken. Zwei berührungslose Meßsonden wandeln die "Hell-Dunkel-Felder" in
Rechteckimpulse um. Die Flanken dieser Rechteckimpulse werden als Zählimpulse für
einen Diffarenzzähler od. dgl. verwendet. Solange keine Verstellung erfolgt. ist
die Differenz gleich Null. Sobald eine Verstellung erfolgt. gibt die im allgemeinen
als Digitalanzeige ausgeführte Ausgabe des Differenzzählers die Verstellung in Schritten
von 0,01 mm an.
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Ist der Differenzzähler od. dgl. auf einen Bearbeitungsdurchmesser
gleicht, so gibt die Digitalanzeige sogar z.O. die Stellung der Schneidkante eines
Werkzeuges, zum Beispiel eines Schälmessers, bezogen auf den Materialdurchmesser,
an.
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Uie Erfindung wird anhand zweier in der 7eichnung schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele an Hand einer erfindungsgemäß gestalteten Schälmaschine erläutert,
obwohl auch andere Werkzeuge in dieser Weise gesteuert angetrieben werden können.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den antreibbaren Messerkopf
einer Schälmaschine mit zwei Flach- oder Keilriemen, Fig. 2 einen Querschnitt zur
Veranschaulichung der Abtastung der Hell-Dunkel-Felder, geschnitten nach der Linie
A-E der Fig. 3, Fig. 3 einen Längs-Teilschnitt ähnlich Fig. 1 mit nur einem Flach-
oder Keilriemen.
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Der Messerkopf 1 einer Schälmaschine wird über eine mit ihm verbundene
Hohlwelle 2, auf der das Zahnrad 3 festgelegt ist, angetrieben. Die Hohlwelle ist
über Lager 4 und 5 im Maschinenkörper 6 gelagert. Im Messerkopf 1 sind mehrere Stahlhalter
7 radial gsführt angeordnet, die Messer 8 tragen, welche mit den Stahlhaltern 7
verstellbar sind. Sind die Messer 8 eingestellt, dann läßt sich eine Stange od.
dgl. 9 schälend bearbeiten, und zwar mit höchster Genauigkeit, da das Werkstück
durch an sich bekannte, unmittelbar vor und unmittelbar hinter dem Messerkopf 1
angeordnete, nicht dargestellte, atmende Führungen einwandfrei geführt ist.
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Auf der Hohlwelle 2 der Arbeitsmaschine od. dgl. ist unter Zwischenschaltung
eines Gleitlagers 10 ein das Verstellen der Messer 8 steuernder Verstellring 11
frei drehbar gelagert, der an seinem Umfang einen Zahnkranz 12 trägt'mit dem ein
Zahnrad 1
kämmt, welches auf einer Welle 14 festgelegt ist. Diese
in einem durch einen Deckel 15 abgeschlossenen Gehäuse 16 gelagerte Welle 14 trägt
eine nicht sichtbare Schnecke, welche in ein Schneckenrad 17 eingreift, das am Umfang
einer Hülse 18 festgelegt, zweckmäßigerweise mit ihm einstückig ist. Diese Hülse
18 umfaßt einen mit einem Mittelzapfen 19 versehenen Topf 20; der mit der Hülse
verdrehbar, jedoch ihr gegenüber axial verschiebbar ist. In den Topf 20 faßt ein
mit Innengewinde 21 versehener Hohlkörper 22, der zwecks Grobverstellung mittels
eines Handrades 23 in radialer Richtung einstell- und festlegbar ist. In das Innengewinde
21 des Hohlkörpers 22 faßt das Außengewinde 24 des Mittelzapfens 19 ein. Der Hohlkörper
22 ist bei Feinverstellung gehäusefest, kann jedoch gegenüber dem Topf 20 verdreht
werden, wenn die vorerwähnte Grobeinstellung bewirkt werden soll. Der Mittelzapfen
19 ist auch mit einem Innengewinde 25 versehen, in das das Außengewinde 26 einer
mit dem Stahlhaltsr 7 starr verbundenen Schraube 27 eingreift.
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Die Steigung der Gewinde 21 und 24 unterscheidet sich von der Steigung
der Gewinde 25 und 26; beispielsweise beträgt die Steigung der Gewinde 21 und 24
3,2 mm pro Umdrehung, die Steigung der Gewinde 25 und 27 3 mm pro Umdrehung. Beträgt
das übersetzungsverhältnis des Schneckentriebes 1 : 40, dann wird beim Verdrehen
der Welle 14 um 360 jedes Messer um 1/200 , m verstellt, woraus folgt, daß die radiale
Verstellbarkeit der Messer äußerst genau einstellbar ist, und zwar unabhängig von
etwa vorhandenem axialen Lagerspiel der Lager 4 und 5. Es ist auch ersichtlich,
daß ein etwa vorhandenes Zahnspiel praktisch keinerlei Rolle spielt.
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In dem dargestellten Fall der Fig. 1 ist angenommen, daß die Feinverstellung
der Messer 8 während des Umlaufens des Messsrkopfes durchführbar ist. Um dies zu
erreichen, ist die Hohlwell 2
am Umfang mit einer Nut 28 versehen.
Auch in dem Verstellring 11 ist eine Nut 28' vorgesehen. Die Hohlwelle 2 ist über
die Nut 28 mit einer Nutrolle 31 über einen Flach- oder Keilriemen R1 verbunden,
welche auf einer Hohlwelle 32 festgelegt ist.
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Diese Hohlwelle 32 ist auf einer Welle 29 über Lager 33 und 34 gelagert.
Die Hohlwelle 29 trägt ebenfalls eine Nutwelle 30 und steht über einen Flach- oder
Keilriemen R2 mit dem Verstellring 11 in Verbindung. Die Hohlwelle 32 ist gegenüber
dem Maschinengehäuse 6 über Lager 35 und 36 gelagert. Die Welle 29 und die Hohlwelle
32 sind über einen Umlaufmotor 37 miteinander verbunden. Der Umlaufmotor 37 ist
über Schleifringe 38 vom Schaltpult der Schälmaschine od. dgl. aus steuerbar.
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Mittels eines an sich bekannten, berührungslosen Näherungsschalters
bzw. mittels eines bekannten Drahimpulsgebers 39 mit Sonde (Hallgenerater od. induktiver
Aufnehmer od. Foto-Darlington-Transisters) können nun die "Hell-Dunkal-Felder" 40
die auf dem Umfang des Kopfes 1 vorgesehen sind, abgetastet und bei auftretendem
Schlupf als Zählimpulse für einen nicht dargestellten Differenzzähler verwendet
werden, der dann das Verstellen steuert. Der signalgebende Ring kann aus einer Schicht
aus hartmagnetischem materaerial mit abwechselnden magnetischen Nord- und Südpolen
oder aus abwechselnd reflektierendem und nicht reflektierendem Material bestehen.
[ZeitschYjit techno-tip Würzburg Nr. 3, Mai 1972, Jg. 2, Seite 56, Prospekt
Fa. Siemens "Feldplattanfühler" 1972).
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Wird nur ein Flach- oder Keilriemen verwendet (Fig. 3), dann muß die
Drehzahl des Steuermotors 37 entsprechend der tlohlwellcndrehzahl gesteuert werden,
so daß beide Drehzahlen im festen Verhältnis zueinander stehen, so lange nicht verstellt
werden soll.
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Soll verstellt werden, wird im allgemeinen eine Differenzvorgabe im
Differenzzähler angefahren. Danach ist das Drehzahlverhältnis jedoch wieder konstant.
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L e e r s e i t e