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Vorschubantrieb des Werkstück- oder Werkzeugschlittens bei einer mit
einem schneckenförmigen Werkzeug, insbesondere Schleifschnecke, arbeitenden Zahnradbearbeitungsmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf den Voirschuba,ntrieb des Werkstück- oder des Werkzeugschlittens
bei einer mit einem, schneckenförmigen Werkzeug, insbesondere Schleifschnecke arbeitenden
Zahnradbea,rbeitungsmaschine für Stirnräder mit geraden oder schraubenförmigen Zähnen.
Bei solchen Maschinen steht die Drehzahl des Werkzeugs und die Drehzahl des Werkstücks
in genauer Abhängigkeit, und; zwar erfolgt sie im Verhältnis der Gangzahl der Werkzeugschnecke
zur Zähnezahl des, Werkstückzahnmades. Der Arbeitslängsvorschub, bezogen auf eine
Umdrehung des; Werkstücks, verläuft in gleicher Richtung wie die Werkstückachse
und wird von dem Werkstück- bzw. Werkzeugantrieb abgeleitet. Bei der Bearbeitung
von Schraubenrädern muß der Vorschub in einem bestimmten! Verhältnis zur Schraubenradsteigung
stehen. Nun ist es erwünscht, daß der Vorschubschlitten nach beendetem Arbeitshub
zwecks Zeitersparnis im Eilgang in die Ausgangslage zurückgefahren; wird!. Beim
Ei:lrü.cklauf soll aber das Werkzeug (Schleifschnecke oder Abwälzfräser) nicht stillgesetzt
oder seine Drehrichtung umgekehrt werden müssen. Ferner soll beim Bearbeiten von;
Schraubenrädern das genaue Verhältnis; zwischen Vorschuh:größe.und Steigung der
Schraubenradzähnegewahrt bleiben.
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Die Erfin!d;ung löst die Aufgabe .dadurch, d!aß der Vorschubantrieb,
ein, Planetengetriebe enthält, das
den. Arbeitsvorschub mit einer
Übersetzung ins. Langsame überträgt und am Ende des Arbeitsweges, nachdem das Werkzeug
außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht ist., durch Anisschläge od. dgl., welche
Schaltglieder beeinflussen, abgeschaltet und derart mit dem antreibenden Teil verbunden
wird, da.ß eine Bewegungsumkehr des Vorschuborgans bei gleichzeitiger Übersetzung
ins Schnelle erfolgt und der Vorschubschlitten im Eilgang zurückfährt.
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Das Planetengetriebe ist nach einem weiteren. Erfindungsgedanken derart
ausgebildet, daß bei der Übertragung des, Arbeitsvorschubs das feste Sonnenrad des
Pl:anetenigetriebes durch ein Sperrglied: gehalten wird, sonst aber drehbeweglich
auf der Achse des, umlaufenden Sonnenrades: angeordnet ist, die durch eine Kupplung
mit dem antreibenden Planetenradarm unmittelb.a@rgekuppeltwerden kann, während gleichzeitig
die Sperrung des festen Sonnenrades; -aufgehoben wird. Das gerannte Sperrglied und:
:die Kupplung werden zweckmäßig durch ein gemeinsames Schaltglied betätigt. Vorzugsweise
werden hierzu Umschaltmagnete, die durch elektrische Wegbegrenzungsschalter am Vorschubschlitten
betätigt werden, verwendet.
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Der, erfindungsgemäße Vorschubantrieb ermöglicht es, daß bei ununterbrochenem,
gleichsinnigem Umlauf der Fräs- bzw. Schleifschnecke der Voeschubschlitten anschließend
an den Arbeitsgang mit einem vielfach schnelleren Vorschub in die Ausgangsstellung
zurückbewegt wird.. Bei dem darauf wieder erfolgenden Arbeitsgang ist das genaue
Verhältnis zwischen Vorschubgröße und Schraubenradsteigung unverändert, und das
Zahnrad ;kann in ununterbrochener Arbeitsfolge hergestellt werden. In der gekennzeichneten
Anordnung gibt das Planetengetriebe bei kurzer Kraftleitung sowohl :die erforderliche
langsame Übersetzung für den Arbeitsvorschubals auch die große Übersetzung ins .Schnelle
für den Eilrücklauf. Das Cietriebe ist baulich gedrängt und seine Umschaltung einfach.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt,
und zwar in Verbindung mit einer Zahnradahwäizschleifrnaschine. Die Maschine ist
nur mit :den zum Versitündhis der E.rfin, dung notwendigen Einzelheiten gebracht.
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Das Werkzeug i ist eine Schleifscheibe mit einer schraubenförmig verlaufenden
Profilrippe, :deren; Abmessungen entsprechend dein Modul des zu schleifenden Zahnrades
gewählt sind. Eine solche Schleifscheibc wird üblicherweise als Schleifschnecke
bezeichnet. Die Schleifschnecke i sitzt auf einer Schleifspindel 2, die in dem Spindel-,s3
gelagert ist. Der Spindelstock 3 ist an dem Schleifbock 4 entsprechend d'em Steigungswinkel
der Schleifschnecke i schwenkbar angeordnet. Die Schleifspindel 2- wird vom: einem
auf dem Sch.leifbOlck 4 angeordneten Elektromotor 5 über einen Riementrieb 6 angetrieben.
Der Schleifbock 4 kann auf einer Führung des Unterschlittens 7- rasch gegen das
Werkstück beigestellt bzw. von: diesem weggezogen werden. Das Schntel.lbeistellgetriebe,
welches elektromotorisch .angetrieben wird, ist nicht dargestellt. Der Unterschlitten'
7 ist auf einer Führung des Maschinenbettes 8 gegen das, Werkstück entsprechend
der jeweils gewählten Spantiefe beistellbar. Das Beistellgetriebe ist ebenfalls
nicht dar-:gestellt. Gegenüber dem Schleifbock ist auf dem Maschinenbett 8 ein senkrechter
Ständer 9 angeordnet, auf welchem der Vorschubschlitten io längs verschiebbar geführt
ist. Auf dem Vorschubschlitten io ist die Wer'kstäckspindel i i gelagert und der
Reitstock 12 angeordnet. Das zu schleifende Zahn, fad 13 (Werkstück) .ist auf einem
Dorn 14 aufgespannt, der von den Spitzen der Werkstückspindel und des Reitstocks
aufgenommen und über einen Mitnehmer 15 in Unidrehung versetzt wird. Ist die Schleifschnecke
i eingängig, so, mu.ß sich .das Werkstück 13. bei einer Umdrehung der Schleifschnecke
i um einen Zahn weiter drehen. Um das genaue Drehzahlverhältnis zu erhalten, wird!
:die Werlistückspin,-del ii von der- Schleifspindel 2, aus angetrieben. Hierzu
ist an dem d'er Schleifschnecke i gegenüberliegenden Ende der Schleifspindel 2,
ein Kegelrad 16 befestigt, das mit einem am Spind'elstock 3 gelagerten, Kegelrad
17 kämmt. Die Welle 18, auf der das Kegelrad 17 sitzt, treibt über
eine -Gelenkschiebewelle i9 auf eine am Schleifbock 4 gelagerte Welle 2o mit Zahnrad
2,1. Das Zahnrad 21 kämmt mit einem Zahnrad 22, das auf einer Schiebewelle 23 sitzt,
die am Bett 8 gelagert ist. Beim Vorschub des Schleifschlittens 7 wird; das Zahnrad'
2"2 durch eine am Schlitten 7 befestigte Klaue 24 mitgenommen, so daß es in jeder
Stellung :des Schlittens 7 im Eingriff mit dem Zahnrad 21 bleibt. Von der Welle
23 geht .der Antrieb über Kegelräder 2S, 26 auf eine Welle 27 und von da über Zahnräder
28; 29 und Zahnrad 3o auf eine senkrechte Keilwelle 311 . Diese ist im Maschinenbett
gelagert und durchsetzt, parallel 'zur Werkstückspindel verlaufend, den Werkstückspind'elsto:ck.
Auf der Keilwelle sitzt ein im Wer'kstückspind elstock drehbeweglich gelagertes
Zahnrad 32, das über Zwischenräder und' bei Bearbeitung von Schraubenrädern über
ein Differential die Werkstückspindel i i antreibt. Das Vorschuborgan für den Vorschubschlitten
io, ist eine Leitgewinde spindcl 33, die im Ständer 9. gelagert ist und mit einer
am Schlitten, io, befestigten Gewindemutter 34 im Eingriff ist. Auf der Leitgewindespindel
33 sitzt ein Antriebsrad 35. Der Antrieb kann: ven einer geeigneten Stelle .im Zuge
des bisher beschriebenen Antriebs von Werkstück und Schleifschnecke abgeleitet werden.
Beispielsweise erfolgt die Ableitung ann Zahnrad 2.9.
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Erfindungsgemäß ist neun in dem Vors'chubantri.eb ein Planetengetriebe
vo,rgesehen,dessen Aufbau und Wirkungsweise nun. im einzelnen; dargelegt wird. Das
Zahnrad 29 treibt über :die Welle 36, Zahnrad 37 und Zwischenrad 38 ein, auf der
Welle 39 sitzendes Zahnrad 4o an. Die Welle 39 trägt an ihrem anderen freien Ende
einen Arm 41, in dem die Planetenräder 42 und 43 auf der .gleichen Achse drehbeweglich
sind'. Das Zahnrad! 42 kämmt mit dem sich drehenden Sonnenrad 44 und das;Planetenrad
43 mit dem festen Sonnenraid q:5. Beispielsweise haben die Planetenräder- 42, 43
gleiche Zähnezahlen, jedoch das Zahnrad 45 eine geringere Zähnezahl als
das
Zahnrad! 44. Die Verzahnung der Räder 43 un.d 45 ist entsprechend korrigiert. Die
Teile 4i bis 45 bilden das, Planetengetriebe. Läuft das, Planetenrad 43 anf dem
festgehaltenen Sonnenrad 45 ab, so wird die Welle 46, auf @d'er, das Sonnenrad'
44 befestigt ist, mit einer Übersetzung ins Langsame angetrieben. Die Welle 46 ist
drehbeweglich und längs verschiebbar in der langgestreckten Nabe47 des Sonnenrades
45 gelagert. Die Nabe 47 ist in einer Lagerstelle des Ständers 9 oder des Maschinenbettes
8' drehbeweglich gelagert, wird jedoch während der Übertragung des Arbeitsvorschubs
durch ein Sperrglied 48, das mit einer Verzahnung 49 od. dgl. am Körper 47 in Eingriff
gebracht wird'', festgehaken, so, d'aß das, Sonn:entrad 45 feststeht. Das Zahnrad44
hat an seiner Stirnseite einen Kupplungszahn 5o@, der mit einem Kupplungsgegenstück
5i am Pla,-neteniradarm 41 durch Längsverschieben; der Welle 46 in Eingriff gebracht
werden kann. Am anderen Ende der Welle 46 sitzt ein Zahnrad 52, das mit einem Zahnrad
53 auf der Welle 54 kämmt. Die Welle 54 trägt weiterhin ein Zahnrad 55, das mit
dem Zahnrad 35 auf der Vorschubgewindespindel33 im Eingriff steht. Auf der Welle
46 ist neben .dem Zahnrad 52' einte Schaltmuffe 56 vorgesehen,, in die eine als
zweiarmiger Hebel ausgebildete Schaltgabel 57 eingreift. Der andere Arm der- Schaltgabel
57 greift in eine Steuerplatte 58 ein, die geradlinig verschiebbar geführt ist.
Inder Steuerplatte 58 ist eine schräg zur Verschiehu.ngsrichtung der Platte verlaufende
Nut 59 vorgesehen, in welche der Riegel 48 mit einem Zapfen eingreift. Die Platte
58 kann durch einen, Magneten 6o nach der einen; Richtung und d'u.rch einten Magneten
61 nach der anderen Richtung bewegt werden. Der Magnet 6o wird von dem elektrischen:
Wegbegrenzungsschalter 62', der mit denn Anschlag 63 am Vorschubschlitteni io zusammenwirkt,
betätigt und der Magnet 6.1 d!urch den; elektrischen Wegbegrenzungsschaater 6#4.
Der Schalter 62 bestimmt die Endlage des Arbeitshubs des Schlittens io und .d'er
Schalter 64 die Anfangsstellung. Trifft am Ende des Arbeitshubsi der Anschlag 63
auf den Schalter 62, so wird die Schnellbeistellung des, Schleifbocks 4 betätigt
unid die Schleifscheibe außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht. Gleichzeitig
schaltet ein( anderer Kontakt des Schalters 62 dem Magneten 6o Strom zu und über
einen anderen Kontakt den Magneten, 61 ab. Die Steuerplatte 518 wird, in der Zeichnung
gesehen, nach oben bewegt. Hierdurch: wird das Sperrglied 48 aus der Raste 49. gezogen.
und zugleich über den Hebel 57 das Sonnenrad! 44 über die Kupplung 5o-, 51 unmittelbar
mit dem antreibenden Planetenradarm 41 bzw. der Welle 39 gekuppelt. Der Drehsinn;
des Vorschubant.riebs wird somit umgekehrt und der Voirschubschlitten io läuft,
da jetzt die übersetzung ins Langsame aufgehoben ist (das Sonnen,-rad 45 dreht sich
jetzt frei in seiner Lagerstelle) im Eilgang in; die Ausgangsstellung zurück. Beim
Auftreffen des Anischl@agsi 63 auf den Schalter 64 wird der Magnet 6o abgeschaltet
undi der, Magnet 6,1 eingeschaltet, so da3 das Sperrglied' 48 wieder ein, rastet
und' ,das Sonnenrad 45 festhält; zugleich wird das, Sonnenrad 44 von; der Welle
391 entkuppelt, so d'aß die Übersetzung ins: Langsame wieder hergestellt ist und
der Arbeitsvorschub beginnt. Beim Niederdrücken des, Schalters 64 ist auch wieder
ein: Kontakt .geschaltet worden, -der den Anlauf des Schn.ellbeistellgetriebes;
bewirkt, so daß die Schleifscheibe i wieder gegen das Werkstück voirrückt. Ferner
ist ,das Beistell:getriebe für den Unterschlntten 7 betätigt und: die Schleifscheibe
für den; nächsten Span beigestellt worden. Das Schleifen geht nun in einem weiteren
Arbeitsgang vor sich, und die beschriebenen Schaltvorgänge wiederholen sich jed'esmal.
DieAnzahl der Schleifgänge kann beliebig groß gewählt werden. Nach dem letzten Schleifgang
schaltet einNocken65 den, schematisch aniged'euteten Schalter 66 für den Elektromotor
5 aus, so, da.ß die Maschine stillgesetzt wird. Der Nocken 65 sitzt an -einem drehbeweglich,
gelagerten Körper 67, der über eine Stirnverzahnung 68 mit einer Welle 69 gekuppelt
ist. Mit dieser ist über ein F'reilaufgesperre ein Zahnrad 70 gekuppelt, d!as mit
einer an den. Schieber 68, angeschlossenen Zahnsita:nge 71 kämmt. Nach jedem Doppelhub
wird somit derScha.ltnocken 65 um einen bestimmten Drehwinkel weitergeschaltet.
Eine auf d'en; Drehkörper 67 wirkend'eReibungsbremse 72 hält während der Zeit, in
der kein Drehmoment auf die Welle 69 ausgeübt wird, den Drehkö.rper 67 in der jeweiligen;
Drehlage. Durch Lösen der Kupplung 68 kann: der Drehkörper 67 in eine Drehlage gestellt
werden, die einer ;gewollten Anzahl von Doppelhüben des Vorschubschlittens; io.
entspricht.
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Die Erfindung kann auch erfolgreich für Z.ahnratd!abwälzfräsma:schinen
angewendet werden.