DE3539409C2

DE3539409C2 - Verfahren zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles an einer Zahnradbearbeitungsmaschine, insbesondere an einer Zahnradschleifmaschine

Info

Publication number: DE3539409C2
Application number: DE19853539409
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl Ing Ulrich; Joachim Dipl Ing Quandt; Juergen Dipl Ing Ruehle; Andreas Dipl Ing Jehmann
Original assignee: Niles Werkzeugmaschinen Berlin 13088 Berlin De GmbH; Niles Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: Niles Werkzeugmaschinen GmbH
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2005-11-08
Also published as: DD229343A1; DE3539409A1; CH670596A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Es sind Zahnradschleifmaschinen bekannt, die mit einer fest angeordneten vertikalen Werkstückachse und mit einem winkel einstellbaren und hubartig bewegten Werkzeugträger ausge rüstet sind.

Das den Werkzeugträger aufnehmende und an der Ständerbaugrup pe angeordnete und winkeleinstellbare Schwenkteil besitzt eine spielfreie radiale Lagerung in der Ausführung von hängend angeordneten wälzgelagerten Rollen.

Als Antrieb zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles kommen bekannterweise Schneckengetriebe bzw. Ritzel-Zahnsegment triebe zum Einsatz. Die Klemmung erfolgt üblicherweise mit tels Schraube-Mutter oder vorgespannten Federelementen. Die durch den notwendigen Aufbau des Werkzeugträgers und des Schwenkteiles einer Zahnradschleifmaschine entstehende Massen verteilung und ihrer Hebelarme bezüglich der Lagestabilisie rungselemente führt zu Kippmomenten um 3 senkrecht aufeinan derstehende Achsen.

Hierbei sind die Kippmomente 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 Gestellelemente.

Als Folge dieser unterschiedlichen Belastungen bzw. Deforma tionen hat sich die zum Stand der Technik angegebene Lage rung und Klemmung des Schwenkteiles als nicht ausreichend erwiesen.

So hat die zum Stand der Technik angegebene Lagerung den ent scheidenden Nachteil, daß in Abhängigkeit des Antriebes und der Winkellage des Schwenkteiles eine Mittelpunktverlagerung desselben auftritt.

Nachteilig bei allen bisher verwendeten Lagestabilisierungs elementen ist, daß sie keinen ausreichenden Ausgleich der Kräfte bewirken, die durch die Massenverteilung beim Schwen ken der Bauteile hervorgerufen werden.

Von erheblichem Nachteil ist, daß in Abhängigkeit von der Schwenkrichtung des Schwenkteiles keine definierte Spielaus lage im Schwenktrieb erfolgt, so daß keine exakte Zuordnung zwischen dem Schwenkwinkel des Schwenkteiles und dem Drehwin kel des Schwenktriebes vorliegt, da das Kippmoment um die Schwenkteilachse im Schrägungswinkelbereich von β=±45° nach Größe und Richtung veränderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles an einer Zahnradbear beitungsmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, das es gestattet, daß an der Lagerung und an den Verstell- und Ge stellelementen des Schwenkteiles zur Winkeleinstellung gleiche statische Belastungsverhältnisse vorliegen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Werk zeugträger in eine vorgegebene Hublage gefahren und positio niert wird, so daß bei einem Schrägungswinkel von β=0° die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilschwer punkt P_s durch die Schwenkachse A verläuft, wobei der Schwenk teilschwerpunkt P_s von der Schwenkachse A den Abstand a<0 im Schrägungswinkelbereich β=±45° aufweist, daß die zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles angeordneten Klemmelemente sodann gelöst und mit diesen eine in Verbindung stehende schaltbare Andrückrolle, mit der das Schwenkteil gegen den Ständer angedrückt wird und mehrere Abdrückrollen, mit denen das Schwenkteil vom Ständer abgedrückt wird, angestellt wer den, daß nach der Winkeleinstellung das Schwenkteil wieder geklemmt, die An- und Abdrückrollen wieder gelöst werden und anschließend die Positionierung der Hublage des Werkzeugträ gers aufgehoben wird.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die angegebenen Verfahrensschritte einen Ausgleich der Kräfte bewirken, die durch die Massenverteilung beim Schwenken der Bauteile hervorgerufen werden. Das Einstellen des Schwenk teiles auf einen vorgegebenen Wert kann somit feinfühlig und mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden.

Die Lagestabilisierungselemente bewirken durch ihre Anord nung, daß nach dem Lösen der Klemmelemente kein Spiel zwi schen Schwenkteil und Ständer entsteht und die Bestimmungs fläche F erhalten bleibt.

Durch die Anordnung einer spielfreien Radiallagerung wird die zentrische Lage der Schwenkachse A des Schwenkteiles beibehal ten, unabhängig von der Schwenkrichtung und der Winkellage des Schwenkteiles.

Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich durch die variable Posi tionierbarkeit des Werkzeugträgers in der Art, daß bei einem Schrägungswinkel von β=0° die Normale zur Schwenkteil- Schwerelinie S im Schwenkteilschwerpunkt P_s durch die Schwenk achse A verläuft.

Indem die Schwenkteil-Schwerelinie S von der Schwenkachse A einen Abstand a<0 aufweist, ergibt sich, unabhängig von Schwenkrichtung und Schwenkwinkel, im Bereich β=±45° durch die gleichgerichtete Momentenwirkung, bezogen auf die Schwenk achse A, daß der Getriebezug des Schwenkteiles ständig spiel frei und vorgespannt ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung verschiedener Schleifkörper- bzw. Werkzeugträgerstellungen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch Ständer und Schwenkteil einer Zahnradschleifmaschine,

Fig. 3 einen Querschnitt durch Ständer und Schwenkteil nach Fig. 2,

Fig. 1 zeigt die Lage der Schwenkteilschwerpunkte B; C; D; E des Werkzeugträgers 6 auf der Schwenkteil-Schwerelinie S. Im Punkt B befindet sich der Schwenkteilschwerpunkt in oberster Hubstellung, im Punkt C in Hubmitte, im Punkt D in Schwenk position und im Punkt E in unterster Hubstellung des Werk zeugträgers.

Im oberen Teil der Fig. 1 ist die Spielauslegung des Schwenk triebes 4 beim Einstellen des Schwenkteiles 1 auf einen vor gegebenen Winkel dargestellt.

In Fig. 2 und 3 sind die Bau- und Funktionselemente in ihrer Anordnung und funktionellen Bestimmung dargestellt. Die Lage bestimmung des Schwenkteiles 1 zum Ständer 2 erfolgt mittels der Bestimmungsfläche F, der spielfreien Radiallagerung 3 und des Schwenktriebes 4.

Der Schwenkwinkel des Schwenkteiles 1 wird durch ein bekann tes, nicht dargestelltes, Winkelmeßsystem registriert. Am Schwenkteil 1 ist der Positionsgeber 5 angeordnet, durch den bei Erreichen der Schwenkstellung des Werkzeugträgers 6 ein Signal ausgelöst wird. Am Ständer 2 sind mehrere Klemmele mente 7 angeordnet, welche in der Bestimmungsfläche F, zwi schen Schwenkteil 1 und Ständer 2, eine hohe Flächenpressung und damit eine hohe Kontaktsteife dieser Trennfuge erzeugen. Gleichfalls sind am Ständer eine Andrückrolle 10 und mehrere Abdrückrollen 8; 9 angeordnet, die in Verbindung mit den Klemmelementen 7 hydraulisch betätigt werden.

Durch die gegebene Konstruktion ist die Lage der Schwenkteil- Schwerelinie S im Abstand a von der Schwenkachse A bestimmt. Infolge der Hubbewegung des Werkzeugträgers 6 ergibt sich eine Verlagerung des Schwenkteilschwerpunktes P_s auf der Schwenk teil-Schwerelinie S. Je nach Stellung des Werkzeugträgers 6 ergeben sich unterschiedliche Kippmomente um die Schwenk achse A des Schwenkteiles 1 und um eine vertikale Achse. Beim Lösen der Klemmelemente 7 entstehen also unterschiedliche Be lastungen am Schwenktrieb 4, der spielfreien Radiallagerung 3 und in der Bestimmungsfläche F.

Der Ablauf zum Einstellen des Winkels gemäß dem Verfahren ist wie folgt.

Zum Einstellen des Schrägungswinkels wird der Werkzeugträger 8 in die Schwenkposition gefahren. Dabei liegt der Schwenk teilschwerpunkt P_s beim Schrägungswinkel β=0° auf gleicher Höhe wie die Schwenkachse A. Da so der kürzeste Abstand des Schwenkteilschwerpunktes P_s zur Schwenkachse A gegeben ist, folgen damit zwangsläufig minimale Änderungen der Belastun gen bei der Veränderung des Schrägungswinkels. Wird nun vor dem Schwenken, nachdem der Werkzeugträger 6 die Schwenkposi tion eingenommen hat, durch Druckbeaufschlagung der Klemm elemente 7 die Klemmung gelöst und gleichzeitig die unteren Abdrückrollen 8, die mittleren Abdrückrollen 9 und die An drückrolle 10 mit dem jeweils erforderlichen Druck, der über die Druckminderventile 11 einstellbar ist, in Funktion ge bracht, entsteht eine niedrige, annähernd konstante Flächen pressung in der Bestimmungsfläche F und das Schwenkteil 1 verlagert sich nicht gegenüber dem Ständer 2. Da die Kippkräf te anteilmäßig von den Abdrückrollen 8; 9 und der Andrück rolle 10 übernommen werden, entstehen nur geringe Reibungs kräfte beim Schwenken. Es ist somit eine sehr genaue und feinfühlige Winkeleinstellung möglich, zumal immer annähernd gleiche Belastungen am Schwenktrieb 4, an der spielfreien Ra diallagerung 3 und in der Bestimmungsfläche F vorhanden sind.

Durch die, unabhängig von der Schwenkrichtung, gleichgerich tete Momentenwirkung des Schwenkteiles 1, bezogen auf die Schwenkachse A, erfolgt eine ständige Spielfreiheit und Vor spannung im Schwenktrieb 4, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Nach dem Einstellen der Winkelposition werden die Klemmele mente 7 in Klemmstellung gebracht. Die An- und Abdrückrollen 8; 9; 10 werden gelöst. Danach wird die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers 6 aufgehoben.

Die durch die Massenverteilung beim Schwenken der Bauteile hervorgerufenen Kräfte werden durch die An- und Abdrückrollen 8; 9; 10 sowie durch die Klemmkräfte sicher beherrscht und es tritt keine Winkelveränderung zum eingestellten Wert auf.

Durch die Einhaltung der erfindungsgemäßen Verfahrens schritte wird eine Erhöhung der Genauigkeit der Schrägungs winkeleinstellung an Zahnradschleifmaschinen erreicht.

Claims

Verfahren zur Winkeleinstellung eines Schwenkteiles an einer Zahnradbearbeitungsmaschine, insbesondere an einer Zahnrad schleifmaschine, bei der das Schwenkteil Träger eines hubartig bewegten Werkzeugträgers und an einem Ständer in einer spiel freien Radiallagerung winkeleinstellbar gelagert ist, mittels eines Antriebes geschwenkt wird und Klemmelemente zum Fest stellen des Schwenkteiles am Ständer dienen, wobei vor der Win keleinstellung die Klemmelemente gelöst und nach der Winkel einstellung des Schwenkteiles wieder angezogen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkzeugträger (6) in eine vorgegebene Hublage ge fahren und positioniert wird, so daß bei einem Schrägungswin kel β=0° die Normale zur Schwenkteil-Schwerelinie S im Schwenkteilschwerpunkt P_s durch die Schwenkachse A verläuft, wobei der Schwenkteilschwerpunkt P_s von der Schwenkachse A den Abstand a<0 im Schrägungswinkelbereich β=±45° auf weist,
daß die zur Winkeleinstellung des Schwenkteiles (1) angeord neten Klemmelemente (7) sodann gelöst und mit diesen eine in Verbindung stehende schaltbare Andrückrolle (10), mit der das Schwenkteil (1) gegen den Ständer (2) angedrückt wird und mehrere Abdrückrollen (8; 9), mit denen das Schwenkteil (1) vom Ständer (2) abgedrückt wird, angestellt werden,
daß nach der Winkeleinstellung das Schwenkteil (1) wieder geklemmt, die Andrückrolle (10) und Abdrückrollen (8; 9) wieder gelöst werden und anschließend die Positionierung der Hublage des Werkzeugträgers (6) aufgehoben wird.