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Verfahren und Einrichtung zur Winkeleinstellung drehbe-
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weglicher Baugruppen an Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung zur zielgerichteten und präzisen Winkeleinstellung
drehbeweglicher Baugruppen mit ungleicher Massenverteilung ZUM Schwerpunkt. Die
Erfindung ist anwendbar für drehbewegliche Baugruppen an Werkzeugmaschinen.
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insbesondere für drehbewegliche Baugruppen mit einem Hubartig bewegten
Werkzeugträger einer Zahnradschleif.aschine.
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Es sind Zahnradscbleifaaschinen bekannt, z.B. der Firmen NILES, Maag;
BHS-Höfler. Reishauer. die mit einer fest angeordneten vertikalen Werkstückachse
und Mit eine winkeleinstellbaren und hubartig bewegten Werkzeugträger ausgerüstet
sind.
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Das den Werkzeugträger aufnehmende und an der Ständerbaugruppe angeordnete
und winkeleinstellbare Schwenkteil besitzt eine spiel freie radiale Lagerung in
der Ausführung von hängend angeordneten wälzgelagerten Rollen.
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Als Antrieb zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles ko-Men bekannterweise
Schneckengetriebe bzw. Ritzel-Zahnsegnenttriebe zu Einsatz. Die Klemmung erfolgt
ublicherweise mittels schraube-Mutter oder vorgespannten Federelementen.
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Die durch den notwendigen Aufbau des Werkzeugträgers und des Schwenkteiles
einer Zahnradschleifmaschine entstehende Massenverteilung und ihrer Hebelatae bezüglich
der Lagestablieisierungselemente fühhrt zu Kippmomenten um 3 senkrecht aufeinander
stehende Achsen.
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Hierbei sind die Kippiolente um die Schwenkteilachse und um eine
vertikale Achse infolge der Werkzeugträger-Hubbewegung veränderlich und führen zu
unterschiedlichen Belastungen der Schwenkteillagerung Sowie zu Deformationen der
Antriebs-, Spann- und Gestelleleiente.
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Als Folge dieser unterschiedlichen Belastungen bzw. Deforkationen
hat sich die zum Stand der Technik angegebene
Lagerung und Klemmung
des Schwenkteiles als nicht ausreichend erwiesen.
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So hat die zum Stand der Technik angegebene Lagerung den entscheidenden
Nachteil, daß in Abhängigkeit des Antriebes und der Winkellage des Schwenkteiles
eine Mittelpunktverlagerung desselben auftritt.
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Nachteilig bei allen bisher verwendeten Lagestabilisierungselementen
ist, daß sie keinen ausreichenden Ausgleich der Kräfte bewirken, die durch die Massenverteilung
beim Schwenken der Bauteile hervorgerufen werden.
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Von erhebliche Nachteil ist, daß in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung
des Schwenkteiles keine definierte Spielauslage im Schwenktrieb erfolgt. so daß
keine exakte Zuordnung zwischen dem Schwenkwinkel des Schwenkteiles und dem Drehwinkel
des Schwenktriebes vorliegt, da das Kippmoment um die Schwenkteilachse im Schrei
gungewinkelbereich von ß s 1 450 nach Größe und Richtung veränderlich ist.
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Ziel der Erfindung ist es, ungleiche statische Belastungen an den
Verstellgruppen eines Schwenkteiles einer Werkzeugmaschine zu vermeiden1 um einen
Werkzeugträger zielgerichtet und mit erhöhter Genauigkeit auf einen vorgegebenen
Winkel einer Flanken richtung eines Zahnrades einzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Einrichtung zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles einer Werkzeugmaschine zu
schaffen diese gestatten, daß an der Lagerung und an den Verstell- und Gestellelementen
eines Schwenkteiles zur Winkeleinstellung gleiche statische Belastungsverhältnisse
vorliegen.
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Erfindungegemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Werkzeugträger
in eine vorgegebene Hublage gefahren und positioniert wird so daß bei einen Schrägungewinkel
von ß e Oo die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilechwerpunkt
P5 durch den Schwenkpunkt A verläuft1 wobei der Schwenkteilechwerpunkt Ps von dem
Schwenkpunkt
A dea Abstand ar o im Schrägungsuinkelbereich ß = # 450 aufweist daß zur Winkeleinstellung
des Schwenkteiles angeordnete Klemmelemente sodann gelost und mit diesen in Verbindung
stehende schaltbare An-und Abdrückrollen angestellt werden; daß nach der Winkeleinstellung
das Schwenkteil wieder geklemat-, die An-und Abdrückrollen wieder gelöst werden
und anschließend die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers aufgehoben wird.
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Die erfindungsge.äßen Mittel sehen vor, daß das Schwenkteil am Ständer
in einer spielfreien Radiallagerung angeordnet ist. Als Lagestabilieierungselemente
sind in der vertikalen Ebene der spielfreien Radiallagerung in deren oberen Lage
eine bekannte Andrückrolle und in der unteren Lage und im Winkel zur Senkrechten
mindestens zwei bekannte Abdrückrollen angeordnet. Zusätzlich sind erfindungsgemäß
noch mindestens zwei Abdrückrollen als Stabilisierungselemente. vorzugsweise senkrecht
zur Schwenkteil-Schwerelinie S bei ß - t 0° angeordnet.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die angegebenen
Mittel einen Ausgleich der Kräfte bewirkenw, die durch die Massenverteilung beim
Schwenken der Bauteile hervorgerufen werden. Das Einstellen des Schwenkteiles auf
einen vorgegebenen Wert kann somit feinfühlig und mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen
werden.
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Die Lagestabilisierungselemente bewirken durch ihre Anordnung daß
nach den Losen der Klemmelemente kein Spiel zwischen Schwenkteil und Ständer entsteht
und die Bestimmungsfläche F erhalten bleibt.
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Durch die Anordnung einer spiel freien Radiallagerung wird die zentrisch.
Lage des Schwenkpunktes A des Schwenkteiles beibebalteng unabhängig von der Schwenkrichtung
und der Winkellage des Schwenkteiles Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich durch
die variable Positionierbarkeit des Werkzeugträgers in der Art, daß bei eine. Schrägungswinkel
von ß 1 0° die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilechwerpunkt
Ps
durch den Schwenkpunkt A verläuft.
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indem die Schwenkteil-Schwerelinie S vom Schwenkpunkt A einen Abstand
au 0 aufweist, ergibt sicht unabhängig von Schwenkrichtung und Schwenkwinkel, im
Bereich ß x +450 durch die gleichgerichtete Momentenwirkung. bezogen auf den Schwenkpunkt
A1* daß der Getriebezug des Schwenkteiles ständig spielfrei und vorgespannt ist.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungebeispiel näher
erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 : Die schematische Darstellung
verschiedener SchleifkOrper- bzw. Werkzeugträgerstellungen Fig. 2 : Einen Längeschnitt
durch Ständer und Schwenkteil einer Zahnredschleifmaschine Fig. 3 : Einen Querschnitt
durch Ständer und Schwenkteil nach Fig. 2 Fig. 1 zeigt die Lage der Schwenkteilechwerpunkte
B; C; D; E des Werkzeugträgers 6 auf der Schwenkteil-Schwerelinie S. Im Punkt B
befindet sich der Schwenkteilschwerpunkt in oberster Hubstellungi im Punkt C in
Hubmitte.
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im Punkt D in Schwenkposition und im Punkt E in unterster Hubstellung
des Werkzeugträgers.
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Im oberen Teil der Fig.1 ist die Spielauslegung des Schwenktriebes
4 bei Einstellen des Schwenkteiles 1 auf einen vorgegebenen Winkel dargestellt.
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In Fig. 2 und 3 sind die Bau- und Funktionselemente in ihrer Anordnung
und funktionellen Bestimmung dargestellt.
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Die Lagebestimmung des Schwenkteiles 1 zum Ständer 2 erfolgt mittels
der bestimmungsfläche F, der spielfreien Radiallagerung 3 und des Schwenktriebes
44 Der Schwenkwinkel des Schwenkteiles 1 wird durch ein bekanntes, nicht dargestelltes.
Winkelmeßsystem registriert.
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AM Schwenkteil 1 ist der Positionsgeber 5 angeordnet. durch den bei
Erreichen der Schwenketellung des Werkzeugträgers 6 ein Signal ausgelöst wird. Am
Ständer 2 sind mehrere KleW-elemente 7 angeordnet welche in der Bestimmungsfläche
F, zwischen Schwenkteil 1 und Ständer 2; eine hohe Flächenpressung
und
daiit eine hohe Kontaktsteife dieser Trennfuge erzeugen. Gleichfalls sind a. Ständer
eine Andruckrolle 10 und mehrere Abdrückrollen 8; 9 angeordnet. die in Verbindung
mit den Klemmelementen 7 hydraulisch betätigt werden.
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Durch die gegebene Konstruktion ist die Lage der Schwenkteil-Schwerelinis
S im Abstand a vom Schwenkpunkt A bestimmt. Infolge der Hubbewegung des Werkzeugträgers
6 ergibt sich eine Verlagerung des Schwenkteilechwerpunktes Ps auf der Scbwenkteil-Schwerelinie
5. Je nach Stellung des Werkzeugträgers 6 ergeben sich unterschiedlicbe Kippaomente
um den Schwenkpunkt A des Schwenkteiles 1 und um eine vertikale Achse. Beim Lösen
der Klemmelemente 7 entstehen also unterschiedliche Belastungen am Schwenkt rieb
4, der spielfreien Radiallagerung 3 und in der Bestimmungsfläche F.
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Der Ablauf zum Einstellen des Winkels gemäß dem Verfahren ist wie
folgt.
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Zum Einstellen des Schrägungawinkele wird der Werkzeug träger 6 in
die Schwenkposition gefahren. Dabei liegt der Schwenkteilschwerpunkt Ps beim Schrägungswinkel
ß = 0° auf gleicher Höhe wie der Schwenkpunkt A. Da so der kürzeste Abstand des
Schwenkteilschwerpunktes Ps zum Schwenkpunkt A gegeben ist, folgen damit zwangsläufig
minimale änderungen der Belastungen bei der Veränderung des Schrägungswinkels. Wird
nun vor dem Schwenken, nachdem der Werkzeugträger 6 die Schwenkposition eingenommen
hat, durch Druckbeaufschlagung der Klemmelemente 7 die Klemmung gelöst und gleichzeitig
die unteren Abdrückrollen 8. die mittleren Abdrückrollen 9 und die Andrückrolle
10 mit dem jeweils erforderlichen Druck der über die Druckminderventile 11 einstellbar
ist in Funktion gebracht, entsteht eine niedrige, annähernd konstante Flächenpressung
in der Bestim.ungsfläche F und das Schwenkteil 1 verlagert sich nicht gegenüber
den Ständer 2. Da die Kippkräfte anteilmäßig von den Abdrückrollen 8: 9 und der
Andrückrolle 10 übernommen werden entstehen nur geringe Reibungekräfte beim Schwenken.
Es ist somit eine sehr genaue und feinfühlige winkeleinstellung möglich, zumal immer
annähernd
gleiche Belastungen am Schwenktrieb 4; an der spielfreien Radiallagerung 3 und in
der Bestimmungsfläche F vorhanden sind.
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Durch die, unabhängig von der Schwenkrichtung, gleichgerichtete Momentenwirkung
des Schwenkteiles 1, bezogen auf den Schwenkpunkt A, erfolgt eine ständige Spielfreiheit
und Vorspannung im Schwenktrieb 4; wie aus Fig. 1 ersichtlibh ist.
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Nach de. Einstellen der Winkelposition werden die Klemmelemente 7
in Klemmstellung gebracht. Die An- und Abdrückrollen 8; 9; 10 werden gelöst. Danach
wird die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers 6 aufgehoben.
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Die durch die Massenverteilung beim Schwenken der Bau teile hervorgerufenen
Kräfte werden durch die An- und Abdrückrollen 8; 9, t0 sowie durch die Klemmkräfte
sicher beherrscht und es tritt keine Winkelveränderung zu eingestellten Wert auf.
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Durch die Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte und
die Anwendung der vorgeschlagenen Mittel wird eine Erhöhung der Genauigkeit der
Schrägungswinkeleinstellung an Zahnradschleifmaschinen erreicht.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen i - Schwenkteil 2 - stinder
3 - spielfreie Radisllagerung 4 - Scbwenktrieb 5 - Positionsgeber 6 - Werkzeugträger
7 - Klemmelement 8 - untere abdrückrolle 9 - mittlere Abdrückrolle 10 - Andrückrolle
11 - Druckminderventil Ps - Schwenkteilechwerpunkt S - Schwenkteil-Schwerelinie
A - Schwenkpunkt B - Schwenkteilschwerpunkt, Werkzeugträger in oberster Hubstellung
C - Schwenkteilschwerpunkt; werkzezugträger in Hubmitte D - Schwenkteilschwerpunkt;
Werkzeugträger in Scbwenkstellung E - Schwenkteilschwerpunkt, Werkzeugträger in
unterster Hubstellung F - Bestimmungefläche
- L e e r s e i t e
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