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Titel der Erfindung
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Positioniereinrichtung für Schleifkörper und Zahnrad an Zahnflankenschleifmaschinen
Anwendungsgebiet der Erfindung Die Brfindung betrifft eine Positioniereinrichtung
für Schleifkörper und Zahnrad an Zahnflankenschleifmaschinen, die nach dem Teilwälzschleifverfahren
arbeiten und bei denen die Spanzustellung am Werkstück indirekt mittels Spielveränderungen
im Wälzgetriebezug erzeugt wird.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Pür das Positionieren
kleinerer Zahnräder mit wenig schwankendem AuSmaß bzw. Härteverzug, die mittels
Spanndornen auf Zahnflankenschleifmaschinen aufgespannt werden können, ist ein sogenanntes
Einrichtungsgerät bekannt. Bei dieser Einrichtung wird nach dem Schleifen des ersten
Zahnrades einer Serie die Stellung des Mitnehmers für den Spanndorn zu einer Bezugslücke
- und damit zum Schleifkörper - fixiert und auf alle weiteren Zahnräder übertragen.
Damit kann das Positionieren des Zahnrades schon während der Schleifbaarbeitung
eines anderen Zahnrades erfolgen.
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Ebenfalls für das Positionieren kleinerer Zahnräder mit wenig schwankendem
Aufmaß bzw. Härteverzug ist eine auf der Zahnflankens chleifmaschine befindliche
Einrichtung bekannt, bei der ein den Schleifkörper darstellender Indexstift das
auf einer bohrungsbezogenen Spannvorrichtung oder auf einem Spanndorn zentrierte
Zahnrad vor dem Spannen tangential positioniert.
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Kleinere Zahnräder mit stark schwankendem Aufmaß bzw. Härteverzug
sowie größere Zahnräder, die auf Grund ihrer Masse und Abmessungen nicht bohrungsbezogen
mittels Spanndorn oder der genannten Spannvorrichtung gespannt werden können, müssen
hingegen von Hand zum Schleifkörper positioniert werden, wobei eine große Zahl von
Einzeloperationen auszuführen sind.
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Das Positionieren von Hand hat den Nachteil, daß ein nicht genau vorherbestinimbarer
Hilfszeitanteil entsteht, weil Rehenfolge und Wiederholhäufigkeit der erforderlichen
Operationen stark von den Fertigkeiten des Bedieners und den werkstückseitigen Gegebenheiten
wie Verzahnungsparameter und Vorbearbeitungsstand abhängen.
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Insbesondere besteht der Nachteil, daß beim Herantasten an die Zahnflanke
im allgemeinen nur nach abgeschlossener Wälzbewegung zugestellt werden kann, weil
dem Bediener nicht ersichtlich ist, in welcher Phase des Abwälzens eine Berührung
des Schleifkörpers mit dem Zahnrad erfolgen kann. Daher ist es auch möglich, daß
ohne wahrnehmbare Reaktion ein derart großer Betrag zugestellt wird, daß die nächstfolgende
Beruhrung zwischen Zahnrad und Schleifkörper zur Havarie führt.
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Ein weiterer Mangel entsteht daraus, daß die Zustellwerte, bei denen
der Schleifkörper die Zahnflanke berührt, nicht festgehalten werden, um daraus spätere
Folgeoperationen abzuleiten.
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Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist die Senkung des hohen Hilfszeitanteiles
für das Postionieren von Schleifkörper und Zahnrad sowie eine Steigerung von Arbeitsproduktivität
und die Vermeidung
von Bedienungsfehlern.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Positioniereinrichtung für Schleifkörper und Zahnrad an Zahnflankenschleifmaschinen,
die nach dem Teilwälzschleifverfahren arbeiten und bei denen die Spanzustellung
am Werkstück indirekt mittels Spielveränderungen im Wälzgetriebezug erzeugt wird,
zu schaffen, bei welcher die Berührung zwischen rotierendem Schleifkörper und Zahnrad
entweder optisch oder akustisch vom Bediener wahrgenommen und mittels Tastendruck
signalisiert wird und durch Abarbeiten einer wiederholbaren Folge von Operationsschritten
bei definierter Spielauslage im Wälzgetriebezug die Positionierung von Schleifkörper
und Zahnrad selbständig erfolgt, so daß die Ausgangsstellung für die eigentliche
Spanabnahme erreicht ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der werkzeugmaschinenspezifische
Antrieb (WSA) für die Wälzvorschubbewegung mit der Wälzwegeinstellung bzw. der Wälzwegkorrektureinrichtung
und der Maschinensteuerung derart verbunden sind, daß innerhalb des korrigierten
Wälzweges, in dem eine Berührung von Schleifkörper und Zahnrad möglich ist, gleichzeitig
eine langsame Wälzvorschubbewegung und eine kontinuierliche Zustellbewegung wiederholbar
ausführbar sind, bis die Berührung von Schleifkörper und Zahnrad mittels Sensor
oder Schalter signalisierbar ist und dann die reichte Stellung des Zustellantriebes
in der Recheneinheit speicherbar ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Minimalspiel-Kontrolleinheit
mit den Zustellantrieben und der haschinensteuerung derart verbunden, daß eine Verschiebung
der Anschläge erfolgt, bis das Minimalspiel ((Smin) an der Gewindespindelaxiallagerung
erreicht ist.
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Weiterhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß nach Positionierung
des Schleifkörpers zu einer Zahnflanke der
gleiche Vorgang für die
andere Zahnflanke der Zahnlücke erfolgt und beide Anschläge um den halben Betrag
der Summe der - bezogen auf die Ausgangsstellung - erreichten Zustellwerte für die
Rechts- und Linksflanke zurückstellbar sind.
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Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt das Schema des Werkstückantriebes
einer Zahnflankenschleifmaschine mit Positioniereinrichtung. Der Werkstückantrieb
der Zahnflankenschleifmaschine besteht aus dem werkzeugmaschinenspezifischen Antrieb
WSA, welcher den Schraubtrieb 4 und über Wechselräder iw und das Umlaufgetriebe
5 den Schneckentrieb 3 derart antreibt, daß die Wälzbewegung entsteht. Die Teileinrichtung
6 wirkt über das Umlaufgiriebe 5 auf den Schneckentrieb 7 und erzeugt mittels einer
Zusatzdrehung die Geilbewegung. Auf dem Maschinentisch befindet sich das Zahnrad
2 und gegenüber der Schleifkörper .1. Am Werkstückschlitten 16 ist eine Einrichtung
angeordnet, die mit der Wälzwegeinstellung 12 verbunden ist und entsprechend dem
Wälzweg beispielsweise einen elektrischen Widerstand Rw verstellt, dessen Wert in
der Maschinensteuerung 14 ausgewertet wird.
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Die Spanzustellung erfolgt über die verstellbaren Anschläge 7; 8 derart,
daß bei unverändertem Getriebespiel im Wälzgetriebe und Vergrößerung des Abstandes
beider Anschläge 7; 8 bei Umkehr der Wälzrichtung der Schraubtrieb 4 erst von einem
zum anderen Anschlag bewegt wird, bis der Werkstückschlitten 16 sich zu bewegen
beginnt. Inzwischen hat sich aber das Zahnrad 2 um einen bestimmten Betrag weitergedreht
- die Zustellbewegung ist erfolgt.
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Die Anschläge 7; 8 werden von den Zustellantrieben 9 bewegt, wobei
wiederum beispielsweise die Stellung der Anschläge 7; 8 proportional den Widerstandswerten
der elektrischen Widerstände RLF und RRF sind. Sowohl die Widerstände Ruf und RRB
RRF als auch die Sensoren 15 für die Kontrolle der Berührung zwischen Zahnrad 2
und Schleifkörper 1 und oder auch der Schalter 17,
über den manuell
die Berührung zwischen Zahnrad 2 und Schleifkörper 1 signalisiert werden kann, sind
mit Speicher und Recheneinheit 10 verbunden. Mit dieser Recheneinheit 10 und den
Widerständen RRF und RIF ist die Minimalspiel-Kontrolleinheit 11 verbunden, die
es gestattet, das Minimalspiel Smin zu erzeugen.
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Weiterhin ist eine Wälzwegkorrektureinrichtung 13 mit der Wälzwegeinstellung
12 verbunden. Somit kann ein derartig korrigierter Wälzweg durchfahren werden, in
dem zwingend eine Berührung von Schleifkörper 1 und Zahnrad 2 stattfinden kann.
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Natürlich kann ein derartiger Wälzweg auch über die Wälzwegeinstellung
12 manuell eingegeben werden. Die Verknüpfung von Wälzwegeinstellung 12 und Wälzwegkorrektureinrichtung
13 über die Maschinensteuerung 14 mit dem werkseugmaschinenspezifischen Antrieb
WSA ermöglicht die Erzeugung der Berührung zwischen Schleifkörper 1 und Zahnrad
2, indem bei langsamer Wälzgeschwindigkeit innerhalb des korrigierten Wälzweges
jeweils entsprechend der Zahnflanke eine Zustellbewegung durch Verschieben des Anschlages
7 oder 8 bis zur Berührung erfolgt, wobei durch die langsame Wälzgeschwindigkeit
die Getriebeeleemente in ihrer Lage zueinander, bezogen auf die Zahnflanke, eindeutig
bestimmt sind.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß durch
Einstellen eines nicht zu unterschreitenden Axialspieles der Gewindespindelaxiallagerung
bei Wechsel der Wälzbewegungsrichtung nur eine vernachlässigbar kleine Relativbewegung
zwischen Schleifkörper und Zahnrad auftritt und somit die Gefahr einer Havarie bei
der Ausführung des Positioniervorganges gebannt ist.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auf Knopfdruck eine Positionierung
des Schleifkörpers zu beiden Zahnflanken der Zahnlücke eines Zahnrades erfolgen
kann, indem durch Abarbeiten einer Folge von Operationsschritten für eine vorgewählte
radiale Eintauchtiefe des Schleifkörpers in die Zahnlücke über das tangentiale Herantasten
des Schleifkörpers an die Zahnflanken und das Abspeichern der Zustellwerte beider
Berührungspunkte ein Vermitteln des Schleifkörpers zur Zahnlücke, bezogen auf beide
Wälzrichtungen, erfolgt.
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Dies ist wiederum die Ausgangssituation für ein gefahrloses radiales
Einstellen des Schleifkörpers auf Schleiftiefe, Daran schließt sich die Wiederholung
der Operationsschritte für das tangentiale Herantasten des Schleifkörpers an die
jeweilige Zahnflanke an und bei der folgenden Berührung des Schleifkörpers mit den
Zahnflanken ist dann die Position von Schleifkörper und Zahnrad zueinander sowohl
radial als auch tangential hergestellt.
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Jede Folge von Einzeloperationen setzt sich aus einer bestimmten Anzahl
von Grundschritten zusammen, die als Unterprogramme beMObig oft wiederholbar von
der Steuerung ausgeführt werden können. Somit ist auch die Möglichkeit gegeben,
mit dieser Einrichtung ein Vermitteln des Härteverzuges bzw. der Aufmaßschwankungen
vorzunehmen, indem die Berührungspunkte verschiedener Zahnlücken ermittelt, abgespeichert
und von einem Rechner die notwendige Zustellung errechnet und diese dann ausgeführt
wird.
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Durch zielstrebiges maschinelles Abarbeiten der notwendigen Operationsschritte
tritt so eine Verkürzung des Hilfszeitanteiles und eine Steigerung der Arbeitsproduktivität
ein.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Schleifkörper 2 Zahnrad
3 Schneckentrieb 4 Schraubtrieb 5 Umlaufgetriebe 6 Geileinrichtung 7 Anschlag linksflanke
8 Anschlag Rechtsflanke 9 Zustellantrieb 10 Speicher- und Recheneinheit 11 Minimalspiel-Kontrolleinheit
12 Wälzwegeinstellung 13 Wälzwegkorrektureinrichtung 14 Maschinensteuerung 15 Sensor
16 Werkstückschlitten 17 Schalter 18 Rw elektrischer Widerstand (Wälzweg) elektrischer
Widerstand (rechte Flanke) elektrischer Widerstand (linke Flanke) iw Wechselräder
Smin Ninimalspiel