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Die Erfindung betrifft eine Teileinrichtung, insbesondere
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für Zahnflankenschleifmaschinen, die nach dem Einzelteilverfahren
arbeiten, bei der mittels einer Schalteinrichtung ein begrenzter Zähnezahlbereich
verfügbar gemacht wird und eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen der Keilwelle
über Wechselräder in einen entsprechenden Teiltischdrehwinkel umgesetzt wird.
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Der Ablauf eines Teilvorganges, beispielsweise an einer Zahnflankenschleifmaschine,
verläuft im allgemeinen so, daß nach dem Lösen einer Arretiervorrichtung an der
Teilwelle durch einen Antrieb ein Teilgetriebe beschleunigt und vor Erreichen des
vorgesehenen Endes des Teilvorganges der Antrieb abgeschaltet und die Arretiervorrichtung
in Bereitschaft versetzt werden. Die Arretierung erfolgt dann durch stoßartiges
Abbremsen des Teilgetriebes, z.B. durch Einrasten einer Teilklinke.
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Bei der Vielzahl der bekannten Teileinrichtungen, die eine bestimmte
Anzahl von Umdrehungen der Keilwelle über Wechselräder in einen entsprechenden Teiltischdrehwinkel
transformieren, ist aus getriebetechnischen Gründen nur die Erzeugung eines begrenzten
Zähnezahlbereiches möglich. Es ist auch bekannt, zur Erzeugung eines größeren Zahnezahlbereiches
mehrere begrenzte Zähnezahlbereiche verfügbar zu machen, wobei jeder Bereich eine
eigene, feste Anzahl von Teilwellenumdrehungen besitzt.
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Nachteilig bei diesen Teileinrichtungen ist, daß über die Arretiervorrichtung
die in weiten Grenzen variable kinetische Energie des Teilgetriebes über einen elastischen
Stoß abgebaut werden muß. Zur Erreichung einer hohen Teilgenauigkeit ist eine möglichst
große Anzahl von Teilwellenumdrehungen pro Teilung erforderlich. Wird aber deren
Anzahl UT auf » Ug erhöht, wobei i 21 , und soll die Teilung weiterhin in der gleichen
Zeit erfolgen, so steigert sich die abzubauende kinetische Energie Wkin auf Ä2 Wkin
. Der Dimensionierung der Arretiervorrichtung sind aber räumliche und festigkeitsmäßige
Grenzen gesetzt, so daß sich bei Einhaltung der erforderlichen Teilgenauigkeit die
Teilzeit nicht mehr wesentlich
reduzieren läßt.
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Zweck der Erfindung ist, die Arbeitsproduktivität beim Zahnflankenschleifen
nach dem Einzelteilverfahren durch Verringerung der Teilzeit zu steigern, ohne die
Teilgenauigkeit negativ zu beeinflussen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teileinrichtung, insbesondere
für Zahnflankenschleifmaschinen, die nach dem Einzelteilverfahren arbeiten, bei
der mittels einer Schalteinrichtung ein begrenzter Zähnezahlbereicli verfügbar gemacht
wird und eine definierte Anzahl von Umdrehungen der Teilwelle über We~hzelräder
in einen entsprechenden Teiltischdrehwinkel transformiert wird, zu schaffen, bei
welcher die auftretenden Winkelbeschleunigungen zu Beginn und zum Ende des Teilvorganges
innerhalb vorgegebener Werte liegen und giichzeitig sehr hohe Winkelgeschwindigkeiten
zum Erreichen einer minimalen Teilzeit realisiert werden können.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein stellbares Antriebssystem
formschlüssig mit der Teilwelle und demzufolge mit den Wechselrädern verbunden ist,
das Verhältnis von Antriebsumdrehungen zu Teilwellenumdrehungen für eine Teilung
eine rationale Zahl darstellt und das Antriebssystem eine wählbare, ganzzahlige
Anzahl von Umdrehungen mit einem von einer Stelleinheit vorgegebenen drehwinkelabhängigen
Winkelgeschwindigkeitsverlauf pro Teilung ausführt. Ein weiteres Merlgmal besteht
darin, daß alle formschlüssigen Übertragungsglieder des Antriebsdrehmomentes während
der Teilung eine ganzzahlige Anzahl Umdrehungen ausführen. In einer besonders zweckmäßigen
Ausführungsform erfolgt die Abstützung des Teilgetriebes durch Kraftschluß zwischen
Antriebssystem und einem nicht dargestellten Maschinengestell.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß die während des
Teilvorganges vom Antrieb eingeleitete Rotationsenergie nicht innerhalb des Getriebes
und zwar von den Bauteilen, die auch für die Teilgenauigkeit verantwortlich sind,
wieder abgebaut wird (elastischer Stoß), sondern daß das Antriebssystem,
von
der Stelleinheit entsprechend geführt, die eingeleitete Rotationsenergie wieder
abbaut. Insbesondere ist es vorteilhaft, mittels des Antriebes die Teilwelle bis
annähernd zum Stillstand abzubremsen und dann die lagefixierung mittels der Arretiervorrichtung
an der Keilwelle vorzunehmen. rührt dabei die Keilwelle eine ganzzahlige Anzahl
von Umdrehungen aus, beeinflussen die Fehler des auf der Teilwelle sitzenden Wechselrades
nicht die Teilgenauigkeit.
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Es ist weiterhin von Vorteil, mittels des Antriebes die Rotationsenergie
des Getriebes abzubauen und die Position der Keilwelle zu erzeugen. Der Antrieb
läuft dabei entsprechend der von der Stelleinheit vorgegebenen Führungsfunktion
bis in eine definierte Winkelstellung. Über die Übertragungsglieder im Getriebe
muß die Identität der Antriebsposition mit der Position der Keilwelle hergestellt
werden. Dazu ist es zum Erreichen einer hohen Teilgenauigkeit notwendig, daß die
Übertragungsglieder nach å jeder Teilung die gleiche Stellung zueinander und zum
Gestell einnehmen. Dazu werden sie so ausgelegt, daß sie pro Teilung å jeweils eine
ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen ausführen. Für das notwendige Fixieren der Antriebsposition
wird zweckmäßigerweise die am Antriebsmotor angeordnete Bremse verwendet, damit
ist dann das Teilgetriebe kraftschlüssig mit dem Gestell verbunden und es kann die
Arretiervorrichtung an der Keilwelle entfallen.
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Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher
erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 Eine Teilvorrichtung
mit Arretiervorrichtung und mechanisch stell- und schaltbarem Antriebssystem Fig.
2 Eine Teileinrichtung ohne Arretiersystem und elektronisch regelbarem Antriebssystem
Beide Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Teileinrichtung einer Zahnflankenschleifmaschine,
wobei das dargestellte Schneckenrad 1 fest mit dem Werkstücktisch, der die Teilbewegung
ausführt,
verbunden ist. Die Einleitung der Teilbewegung erfolgt von der Teilwelle 6 über
die Wechselräder 5, das Umlaufgetriebe 3 und die Schnecke 2 auf das Schneckenrad
1.
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Während der Teilbewegung stützt sich das Umlaufgetriebe 3 am Wälzgetriebezug
4 ab.
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Nach Fig. 1 befindet sich auf der Teilwelle 6 die Rastenscheibe 7
mit dem Arretierbolzen 8. Für eine Teilbewegung wird der Arretierbolzen 8 gezogen,
die keilwelle 6 führt mit der Rastenscheibe 7 gemeinsam eine definierte Anzahl Umdrehungen
aus. Die definierte Anzahl von Umdrehungen wird mittels Schaltung an der Schalteinrichtung
10 eingestellt und die Antriebsumdrehungen werden über die formschlüssigen über
tragungsglieder 9 - in diesem Fall Stirnräder - auf die Teilwelle 6 übertragen.
Das Antriebssystem 11 erzeugt in jedem Fall eine feste Anzahl von Umdrehungen mit
definiertem Verlauf der Winkelgeschwindigkeit. Im einzelnen besteht das Antriebssystem
11 aus dem Antriebsmotor 12, der eine konstante Winkelgeschwindigkeit auf ein weiteres
Umlaufgetriebe 13 und die mechanische Stelleinheit 14 überträgt. Die letztere besteht
aus einem bekannten umlaufenden Kurbelschleifengetriebe, welches während einer Teilbewegung
einen Umlauf ausführt und seine variable Winkelgeschwindigkeit ebenfalls auf das
Umlaufgetriebe 13 überträgt.
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Die Uberlagerung einer festen Anzahl Umdrehungen mit konstanter Winkel£'eschwindigkeit
und einer Umdrehung mit variabier Winkelgeschwindigkeit ergibt am Ausgang des Umlaufgetriebes
13 den drehwinkelabhängigen Winkelgeschwindigkeitsverlauf für eine Teilung.
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Nach Fig. 2 ist die eigentliche Keilwelle 6 hier nur noch Träger eines
der Wechselräder 5 und eines der Ubertragungsglieder 9. Die Arretiervorrichtung
in i'orm des Arretierbolzens 8 fehlt. Hier wird mittels der Schalteinrichtung 10
die elektronische Stelleinheit 17 beeinflußt, d.h. die Anzahl Umdrehungen pro Teilung
wird vorgewählt. Das komplette Antriebssystem 11 besteht in diesem Fall aus dem
Stellmotor 15, der elektronischen Stelleinrichtung 17 und der dazugehörigen Positioniereinrichtung
16, die gemeinsam mit der
Schalteinrichtung 10 ein drehwinkelgeregeltes
System bilden, sowie der mit dem Stellmotor 15 formschlüssig verbundenen Bremse
18.
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Der Ablauf einer Teilung ist folgendermaßen: Die Bremse 18 wird gelöst,
der Stellmotor 15 läuft von der elektronischen Stelleinheit 17 geführt, hoch. Hat
der Antriebsmotor eine definierte Anzahl Umdrehungen - entsprechend den mittels
der Schalteinrichtung 10 vorgewählten -ausgeführt, tritt die elektronische Stelleinheit
17 erneut in Al;tion; nach vorgegebener Führungsfunktion wird die Winkelgeschwindigkeit
verringert und mittels der Positioniereinrichtung 16 die vorgegebene Anzahl von
Umdrehungen des Stellmotors 15 exakt vollendet, während dabei die Winkelgeschwindigkeit
bis auf Null reduziert wird. Die eingenommene Winkelposition wird durch die Bremse
18 fixiert und kraftschlüssig gehalten, der Teilvorgang ist damit beendet.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Schneckenrad 2 Schnecke
3 Umlaufgetriebe 4 Wälzgetriebezug 5 Wechselräder 6 Keilwelle 7 Rastenscheibe 8
Arretierbolzen 9 ubertragungsglieder 10 Schalteinrichtung 11 Antriebssystem 12 Antriebsmotor
13 Umlaufgetriebe 14 mechanische Stelleinheit 15 Stellmotor 16 Positioniereinrichtung
17 elektronische Stelleinheit 18 Bremse
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