-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abrichten,
insbesondere von schneckenartigen Schleifwerkzeugen, wie sie in
Zahnradschleifmaschinen verwendet werden, und zwar in
Übereinstimmung mit dem einleitenden Teil des Patentanspruches; s.
FR-A 2 620 366.
-
Der Bereich der Zahnradschleifmaschinen umfasst im
wesentlichen zwei Typen von Maschinen, die sich je nach der Art des
angewandten Schleifverfahrens voneinander unterscheiden.
-
Bei den Maschinen des einen Typs sind die Werkstücke durch ein
oder mehrere Werkzeuge geschliffen, die koaxial und
symmetrisch zueinander montiert sind, wahrend ein anderes, bei dem
anderen Typ von Maschinen angewandtes Verfahren das Profil
des Werkstückes erzeugt.
-
Zahnradschleifmaschinen des zweiten erwähnten Typs verwenden
ein schneckenartiges Schleifwerkzeug, welches wahrend des
Schleifvorgang effektiv in das Werkstück eingreift, wobei es die
typischen Bewegungen des Zahnschneidens ausführt (zum
Beispiel wie bei Zahnradschleifmaschinen mit sechs Achsen), weiche
den Zahn wie mit einhüllenden geraden Linien erzeugen, und die
um den Grundkreis abrollen.
-
Die Schleifwerkzeuge bei Maschinen dieses zweiten Typs werden
allgemein in der Zahnradschleifmaschine selbst geschärft oder
abgerichtet; dies, um diesen Vorgang schneller und sorgfältiger zu
gestalten, wobei jeder Zeitverlust und jedes Fehlerrisiko
vermieden werden, hervorgerufen durch das Umsetzen der
Werkzeuge von der Maschine auf eine entfernte Abrichtvorrichtung und
umgekehrt zurück auf die Maschine.
-
Wenn der Augenblick naht, das Schleifwerkzeug in
herkömmlichen Maschinen abrichten zu müssen, muss der Bedienende sich
auf die Rückseite der Maschine begeben, entgegengesetzt zu der
Seite, von welche die Maschine normalerweise bedient wird, und
muss auf eine Plattform steigen, um den Abrichtbereich einsehen
zu können und Zugang zu diesem zu haben. Der Bedienende
nimmt dann eine Sichtkontrolle beider Positionen zueinander vor,
das heisst des Schleifwerkzeuges und der
Diamant-Abrichtscheiben, und zwar unter Arbeitsbedingungen, die nicht als ideal
bezeichnet werden können, unterstützt durch eine Lichtquelle, die
sich unterhalb des Schleifwerkzeuges befindet, und führt dann
fort, die Diamantscheiben in den gewünschten Kontakt mit dem
Werkzeug zu bringen, und zwar durch das Drehen von
Handrädern, die mechanisch mit einem die Abrichtvorrichtung
tragenden Schlitten verbunden sind.
-
Das Schleifwerkzeug wird nun in Umdrehung versetzt, und in dem
zwischen der Geschwindigkeit von dessen Umdrehung und der
axialen Vorschubgeschwindigkeit der Abrichtvorrichtung
mechanisch festgelegten Verhältnis führen die Diamantscheiben eine
Reihe von axialen Vorschüben aus, bestimmt durch die Steigung
des Werkzeuges, wobei sie das längsverlaufende Schleifprofil
erzeugen. Die Zunahmen in der Abrichttiefe werden von dem
Bedienenden gewählt, welcher die entsprechenden Einstellungen
durch das Drehen der Handräder vornimmt, um die
Abrichtvorrichtung zu schieben, wobei er diese Arbeitsgänge stets von
der Rückseite der Maschine aus vornimmt.
-
Das hier beschriebene Verfahren ist von erheblicher Mühe, ist
unbequem und verhältnismässig ungenau, da es von der Fähigkeit
des Bedienenden abhängt, die Position der Diamantscheiben im
Verhältnis zu dem Schleifwerkzeug richtig zu beurteilen, und dies
auch noch unter unsicheren Bedingungen.
-
Ausserdem macht die Tatsache, dass der Bedienende auf einer
Plattform auf der Rückseite der Maschine stehen muss, das
Abrichtverfahren nicht nur unbequem, sondern auch gefährlich, da
das Risiko eines ungewollten Herunterfallens von der Plattform
besteht.
-
Die notwendige Zeit, die das Abrichten eines Werkzeuges in der
beschriebenen Weiser erfordert, ist ebenfalls lang, und die Kosten
der beschriebenen Maschinen werden erhöht durch die
Notwendigkeit, die Hauptschalttafel, die sich auf der Vorderseite befindet
und die verschiedenen Arbeitsabläufe während des normalen
Betriebes steuert, durch eine zweite Schalttafel zu ergänzen, die
an der Rückseite der Maschine angeordnet ist und ausschliesslich
dazu dient, nur den Abrichtvorgang zu steuern. Eine Alternative,
obwohl eine ebenfalls teure und unbequeme Lösung, ist, die
Schalttafel beweglich zu gestalten, so dass sie in der Lage ist,
nach Bedarf von einer Stelle zur anderen gebracht zu werden, je
nachdem wo sich der Bedienende aufhalten muss.
-
Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, eine Vorrichtung zum
Abrichten von schneckenartigen Schleifwerkzeugen in
Zahnradschleifmaschinen herzustellen, welche nicht die Nachteile
aufweist, die unter Bezugnahme auf den Stand der Technik oben
beschrieben wurden, und durch die der Arbeitsgang, die
Diamantscheiben zum Abrichten an das Schleifwerkzeug heranzuführen,
einfach, schnell, sicher und wirtschaftlich gestaltet werden kann.
-
Der gewünschte Zweck wird vollkommen erreicht in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zum
Abrichten von schneckenartigen Schleifwerkzeugen, welche die
Eigenschaften nach dem Patentanspruch aufweist.
-
Die Erfindung wird nun im Detail beschrieben, und zwar durch ein
Beispiel und unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen,
von denen
-
- Abb. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
nach der Erfindung ist, gesehen in einer Plandarstellung;
-
- Abb. 2 ist ein Detail aus Abbildung 1, in aufrechter Position
gesehen;
-
- Abb. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Details
aus Abbildung 1;
-
- Abb. 4 ist die schematische Darstellung eines Details aus
Abbildung 3.
-
Bezugnehmend zunächst auf die Abbildung 1 der Zeichnungen, ist
mit 1 eine numerisch gesteuerte Maschine in ihrer Gesamtheit
bezeichnet, und zwar vom Typ dazu bestimmt, Zabnräder 2 zu
schleifen, wobei ein Schleifwerkzeug 3 von schneckenartiger
Ausführung verwendet wird. Vorteilhafterweise wird solch ein
Schleifwerkzeug regelmässig am Ort abgerichtet, das heisst ohne
von der Schleifmaschine entfernt werden zu müssen.
-
Die Maschine 1 enthält eine Abrichtvorrichtung 1', welche aus
zwei Spindelköpfen 4 und 5 besteht, die jeweils das Werkzeug
und die Diamantscheiben tragen, und die beweglich von einem
Bett 6 gehalten werden, der eine angeschlossen an ein Paar von
Motoren 40 und 7 und der andere an einen einzelnen Motor 8,
angetrieben durch einen numerischen Steuerkreis 9.
-
Der mit 7 bezeichnete Motor ist über einen Riemenantrieb 10 mit
der Welle 11 des Werkzeuges 3 verbunden, und zwar auf solche
Weise, dass das Werkzeug in Umdrehung versetzt wird, wahrend
der mit 8 bezeichnete Motor einen Schlitten 12 antreibt, auf
welchem der Diamantspindelkopf 5 montiert ist, und der somit in
den durch den mit 13 bezeichneten Pfeil angegebenen Richtungen
verschoben werden kann. Der mit 40 bezeichnete Motor ist starr
mit dem Maschinenbett 6 verbunden und dient dazu, den
Werkzeugspindelkopf 4 in den Richtungen zu verschieben, die durch
den mit 14 bezeichneten Pfeil angegeben sind.
-
Der Schiitten 12 trägt ebenfalls einen Querschlitten 15, der durch
einen weiteren Motor 16 angetrieben wird und in der Lage ist,
gleichfalls eine Verschiebung in der Richtung des mit 14
bezeichneten Pfeiles auszuführen, und zwar quer zu der Achse des
Werkzeuges 3, und der dazu dient, die Eintrittstiefe zu bestimmen, mit
welcher zwei Diamantscheiben 17, die von dem entsprechenden
Spindelkopf 5 getragen werden, sich in das Werkzeug 3
versenken sollen.
-
Bei den Antriebsmotoren 7, 8, 16 und 40 handelt es sich stets um
geschwindigkeitsveränderbare und umkehrbare Elektromotoren.
-
Mit 18 und 19 sind zwei getrennte Impulserzeuger oder Encoder
bezeichnet, die zueinander getaktet und auf die Welle 11 des
Schleifwerkzeuges 3 aufgezogen sind; sie sind mit dem
Steuerkreis 9 verdrahtet, wie auch alle ähnlichen und jeweils den
verbleibenden Motoren 8, 16 und 40 zugeordneten Encoder 20, 21
und 41.
-
Die zuvor genannten Encoder 18 und 19 sind dazu bestimmt, eine
Zahl von Impulsen pro Zeiteinheit zu erzeugen, umgekehrt
proportional zu der Winkelgeschwindigkeit des Schleifwerkzeuges 3,
und sie sind mit dem Steuerkreis 9 verbunden, und zwar über
einen mechanischen oder elektronischen Schalter 22, der es
erlaubt, entweder den einen 18 oder den anderen 19 zu
verwenden, je nach der auszuführenden Arbeit, das heisst Schleifen des
Werkstückes 2 oder Abrichten des Schleifwerkzeuges 3.
-
Zum Schleifen eines Zahnrades mit der hier beschrieben
Vorrichtung
wird das Schleifwerkzeug 3 mit der üblichen
Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt, und der Spindelkopf 4 wird durch den
entsprechenden Motor 40 auf die herkömmliche Weise bis in das
Werkstück 2 geschoben, was keiner näheren Beschreibung bedarf.
Im Falle des Abrichtvorgangs wird andererseits das Werkzeug 3
zunächst von dem Werkstück 2 entfernt, dann wird es erneut
durch das Verschieben des Spindelkopfes 4 in herkömmlicher
Weise durch die Wirkung des Motors 40 positioniert, und zwar an
dem Punkt, an welchem das Werkzeug 3 in die mit 23 bezeichnete
Abrichtstation gebracht wird.
-
Es kann aus der Darstellung in Abbildung 2 ersehen werden, dass
die Vorrichtung weiter eine Lichtquelle 24 enthält, positioniert
direkt unterhalb der Abrichtstation 23 und im wesentlichen zu
dem Bereich des Kontaktes zwischen den Diamantscheiben 17
und dem Werkzeug 3 ausgerichtet, von welcher aus ein Lichtstrahl
nach oben gerichtet ist.
-
Ebenfalls in Abbildung 2 gezeigt ist eine Telekamera 25, die
oberhalb der Abrichtstation 23 positioniert ist, montiert an dem Bett 6
und gerichtet auf die darunterliegende Station.
-
Nochmals bezugnehmend auf die Abbildung 1 ist mit 26 eine
Steuerkonsole bezeichnet, angeordnet in der Nähe der
Zahnradschleifmaschine 1 in einer solchen Position (nicht unbedingt die
gleiche wie die in der Zeichnung), dass der Bedienende in der
Lage ist, die Maschine auf die bestmögliche Weise zu übersehen,
und die alle Steuerungen und Instrumente (wie in Abb. 3) enthält,
die für den normalen Betrieb der Maschine notwendig sind.
-
Unter besonderer Bezugnahme auf die Abbildung 3 enthält die
Steuerkonsole 26 einen Bildschirm 27, der auf herkömmliche
Weise mit der Telekamera 25 verbunden ist, eine Schalttafel 28 (s.
auch Abb. 4), von der aus der Vorgang des Abrichtens des
Werkzeuges 3 geleitet wird, einen weiteren Bildschirm 29, der die
Arbeitsparameter oder die Selbstdiagnosemittellungen in Bezug auf
die Maschine 1 anzeigt, ebenfalls auf herkömmliche Weise, sowie
eine Tastenleiste 30, die zur Steuerung der normalen
Schleifarbeiten verwendet wird.
-
Die Schalttafel 28 weist eine Anzahl von Knöpfen und Schaltern
auf die an den numerischen Steuerkreis 9 angeschlossen sind und
dazu dienen, die Motoren 7, 8, 16 und 40 für die und wahrend der
Abrichtvorgänge in Bereitschaft zu versetzen.
-
Genauer gesagt ist mit 31 ein Handrad bezeichnet, welches einen
Teil der Steuermittel bildet und dazu verwendet wird, wenn die
Maschine für den Abrichtvorgang vorbereitet wird, die
Umdrehung der Motoren 8 und 16 zu überwachen, wenn diese den
Diamantspindelkopf 5 positionieren.
-
Mit 32 ist ein doppelter Musterencoder bezeichnet, gekoppelt mit
dem Handrad 31 und dazu bestimmt, eine der beiden
entsprechenden Impulsketten zu erzeugen, die als um 90º versetzte
Rechteckwellen erscheinen, und zwar in Übereinstimmung mit der
Richtung, in welche das Handrad 31 gedreht wird.
-
Wenn die eine oder die andere dieser Ketten erzeugt ist, wird das
entsprechende Signal in herkömmlicher Weise an den
numerischen Steuerkreis 9 ausgesandt und hat zur Wirkung, ebenfalls in
herkömmlicher Weise, dass die Arbeitsparameter eines der
Abrichtmotoren 8 und 16 beeinflusst werden, dass heisst Start/Stop,
Laufgeschwindigkeit, Drehrichtung und Verschiebung.
-
Die gleichen vorgenannten Steuermittel enthalten ebenfalls einen
Zwei-Positionsknopf 33, verbunden mit einem Schalter (hier nicht
gezeigt), durch welchen der eine oder der andere Motor 8 oder 16
gesteuert werden kann, je nach der gewählten Position. Mit dem
Knopf 33 in der ersten der beiden möglichen Positionen, bewirkt
die Umdrehung des Handrades 31 durch den Bedienenden, dass
die Diamentscheiben 17 entlang ihrer eigenen Achse (Pfeil 13)
zurück oder nach vorn geschoben werden; mit dem Knopf 33 in der
zweiten Position bewirkt die Umdrehung des Handrades 31, dass
die Scheiben 17 näher an das Schleifwerkzeug 3 herangeführt
oder von diesem entfernt werden (Pfeil 14).
-
Versehen mit einer klaren bildlichen Darstellung der gegenseitigen
Positionen zwischen Diamantscheiben 17 und Werkzeug 3 durch
den entsprechenden Bildschirm 27 (Abb. 4), kann der Bedienende
daher den Knopf 33 betätigen und das Handrad 31 drehen (und
damit in der Tat alle anderen zusätzlichen Steuerungen, die auf der
Schalttafel 28 vorgesehen sind, und deren genaue Funktionen
nicht beschrieben wurden, da sie nicht Mittelpunkt der Erfindung
sind), um das Werkzeug 3 und die Scheiben 17 in die gewünschte
Position zu bringen, wobei er eine ununterbrochene Sichtkontrolle
über die Bewegungen des Diamantspindelkopfes 5 beibehält, die
durch das Handrad 31 erzeugt werden.
-
Nach der vervollständigten Positionierung kann der eigentliche
Abrichtvorgang beginnen, gesteuert in herkömmlicher Weise
durch den numerischen Steuerkreis 9, währenddessen sich das
Werkzeug 3 mit der gewählten Geschwindigkeit um seine eigene
Achse dreht und die Scheiben 17, die sich um ihre Achsen drehen,
entlang dem Werkzeug (Pfeil 13) für die erforderlichen Male und
mit der vorgeschriebenen Geschwindigkeit verschoben werden.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung geht klar hervor, dass das von
dem Bedienenden durchgeführte Abrichtverfahren erheblich genau
und einfach gemacht wurde, und zwar mit Hilfe der Konsole 26,
die ebenfalls alle jene Steuerungen aufnimmt, die bei dem
normalen Schleifen des Werkstückes 2 angewandt werden.
Danach ist für den Bedienenden kein Wechsel der Position
erforderlich, noch muss er sich körperlichen Gefahren aussetzen und
unter schwierigen Bedingungen arbeiten.