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Dokumentenidentifikation DE3528861A1 03.04.1986
Titel Translatorischer Reversierantrieb, insbesondere für Zahnflankenschleifmaschinen
Anmelder VEB Werkzeugmaschinenkombinat "7. Oktober" Berlin, DDR 1120 Berlin, DD
Erfinder Ulrich, Hans-Joachim, Dipl.-Ing., DDR 1156 Berlin, DD
DE-Anmeldedatum 12.08.1985
DE-Aktenzeichen 3528861
Offenlegungstag 03.04.1986
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1986
IPC-Hauptklasse B23Q 5/34

Beschreibung[de]

Translatorischer Reversserantrieb, insbesondere für zahn-

flankenschleifmaschinen Die Erfindung betrifft einen transiatorischen Reversierantrieb, insbesondere für eine Zahnflankenschleifmaschine, welcher mittels eines motorgetriebenen und als Kurbel- oder Kreuzschleifengetriebe ausgebildeten Hubgetriebes direkt, oder über ein hydraulisches Wechselstromgetriebe indirekt, einen daran angekuppelten und in einem Maschinenständer reversierbeweglich geführten Werkzeugträger antreibt, dessen Hubgröße mittels Radiusveränderung des umlaufenden Kurbelzapfens veränderbar ist.

Es ist ein translatorischer Reversierantrieb für Werkzeugmaschinen bekannt (WP F 16 C/257 200), bei dem die Radiusveränderung des umlaufenden Kurbelzapfens durch einen mitumlaufenden Hydromotor, welcher mit dem Kurbelzapfen in Verbindung steht, erfolgt Der Kurbelzapfen besitzt ein Führungsstück. an dem ein Sinuslinesl angeordnet ist. Durch die den Kurbelzapfen tragende Welle ist konzentrisch ein axial beweglicher, federbelasteter Wegfühler hindurchgeführt, der sich auf dem Sinuslineal abstützt, Der itw rotierende Wegfühler taucht mit seinem freien Ende in einen feststehenden Wsgaufnehmer berührungslos ein. Der mitumlaufende Hydromotor ist an einen Lageregelkreis angeschlossen. Dieser besteht aus einem statischen Sollwertgeber und eines, mit dem Kurbelzapfen in Wirkverbindung stehenden, letwertgeber. welche beide mit ihren Ausgängen vorzeichenbewertet auf ein Vergleichsglied geführt sind, das ausgangsseitig auf ein Operationsverstärker geschaltet ist. welcher ein Servoventil ansteuert, das von einem Drucketromerzeuger beaufschlagt ist und über Steuerleitungen sowie eine Drehdurchführung der den Kurbelzapfen tragenden Welle und Zylinderleitungen bzw. Steuerkanäle an den Hydromotor angeschlossen ist.

An Zahnflankenschleifmaschinen mit schneller Hub- und langsamer Walzbewegung werden außerordentlich viel Doppelhübe des Werkzeugträgers und damit Umdrehungen der den Kurbelzapfen tragenden Welle verlangt. Nachteilig ist, daß die Drehdurchführung für die beiden Anschlußleitungen des umlaufenden Hydromotors starkem Verschleiß unterworfen ist. Die am Kurbelzapfen auftrrenden Wechselkräfte führen noch zu größeren Druckschwankungen an den Drehdurchführungen. die sich ebenfalls verschleißerhohend auswirken. Außerdem ist die störungsfreie Obertragung digitaler Signale des rotierenden Wegmeßsystems sehr aufwendig.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß für den Lageregelkreis zur Erzeugung der Momentanen Hublänge ein Operationeverstärker und ein A-D-Wandler zur Anpassung an die CNC-Steuerung notwendig sind.

Ziel der Erfindung ist, eine höhere Arbeitsproduktivität zu realisieren und die Maschinen-Stillstandszeiten für die Hubgroßenverstellung zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. einen translatorischen Reversierantrieb, insbesondere für eine Zahnflankenschleifmaschine. welcher mittels eines lotorgetriebenen und als Kurbel- oder Kreuzachleifengetriebe ausgebildeten Hubgetriebes direkt. oder über ein hydraulisches Wechselstromgetriebe indirekt, einen daran angekuppelten und an einem Maschinengestell reversierbeweglich geführten Werkzeugträger antreibt, dessen Hublänge mittels Radiusänderung des umlaufenden Kurbelzapfens veränderbar ist, zu schaffen, dessen ortsfest angeordnetes Hubgetriebe einen minimalen Verschleiß und eine störungsfreie Hubgrößenverstellung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst. daß auf dem Maschinengestell das mechanische Hubgetriebe mit einer Hohlwelle1 durch die eine Verstellwelle hindurchführt. angeordnet ist, daß die Hohlwelle und die Verstellwelle über ein Umlaufgetriebe gleichdrehend miteinander verbunden sind. Hohlwelle und Steg in festem Grehzahlverhaltnis angetrieben werden und die Welle des Umlaufgetriebes mit einem Positionierantriebsmotor in Verbindung steht.

Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß Hohlwelle und Verstellwelle Jeweils mit einem regelbaren Antriebsmotor und einem winkelmeßsystem verbunden sind und des Differenzsignal der Winkelmeßsysteme zur Hublängen änderung auf mindestens einen Regelkreis eines Antriebs motors geführt ist.

In vorzugeweiser Ausgestaltung sind beide Hohl- und Versteliwellen mit einem Wechselstromgetriebe, dessen Primärkolbenfläche mindestens eine Zehnerpotenz größer als die Sekundärkolbenfläche ist, verbunden.

Ein weiteres Merkmal sieht die Anordnung zweier, gegeninnig rotierenden Hohlwellen und Versteliwellen auf dem Maschinengestell vor.

Die Erfindung soll nachfolgend an drei Ausfuhrungsbeiw spielen naher erläutert werden, In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: die schematische Darstellung einer Zahnflankenschleifmaschine mit mechanischem Reversieranv trieb zur Kurbelradiusveränderung unter Anwendung eines Wechselstromgetriebes, Fig. 2: die schematische Darstellung einer Zahnflankenschleifmaschine mit einem mechanischem Rsversserantrieb zur Kurbelradiusveränderung, Fig. 3: die schematische Darstellung eines mechanischen Reversierantriebes mit zwei Hohl- und Verstellwellen zur Kurbeiradiusveränderung.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig, 1 zeigt den Werkzeugantrieb einer Zahnflankenschleifmaschine, der an einem Maschinengestell 1 angeordnet ist, wobei der Werkzeug träger 2 mit der Kolbenstange des Sekundärzylindere 4 eines Wechseletromgetriebes 6 verbunden ist und eine Hubbewegung ausführt. An der Hohlwelle 16 befindet sich die Scheibe 17 als Trägerelement für den Kurbelzapfen 10.

Der Kurbelzapfen 10 ist an der Scheibe il, die mit der Welle 12 und dem Stirnrad 13 eine Einheit bildet. befertigt. Der Kurbelzapfen 10 ist in der Kreuzschleife 9, die mit dem Primärkolben 8 im Primärzylinder 7 verbunden ist. gelagert. Primärzylinder 7 und sekundärzylinder 4 sind leitungsmäßig miteinander verbunden.

In der Hohlwelle 16 ist die Verstellwelle 15 gelagert.

Ober das Stirn rad 14 ist die Verstellwelle 16 Mit dem Kurbelzapfen 10 getriebemäßig formschlüssig verbunden.

Die Verbindung der Verstellwelle 15 mit dem umlaufgetriebe 19 erfolgt durch das Stirnrad 18. Ein drehzahlverstellbarer Antriebsmotor 20 treibt über die Welle 21 mit den Stirnradern 22; 23 die Hohlwelle 16 und den Steg 24 des umlaufgetriebes 19 in festem Drehzahlverhältnis an Die Welle 25 des Umlaufgetriebes 19 ist über die Stirnräder 26; 27 mit dem Positionierantriebsmotor 28 verbunden, Dieser trägt ein Winkelmeßsystem 29, während die momentane Hubstellung des Werkzeugträgers 2 mit dem Wegmeß systeM 31 erfaßt wird.

Die Wirkungsweise ist folgende: Mittels des Antriebs-Motors 20 wird der Hohlwelle 16 und der Verstellwelle 15, beide sind über die Stirnräder 22; 23 formschlüssig verbunden, genau die gleiche Drehzahl erteilt. Die Welle 25 des umlaufgetriebes 19 führt hierbei keine Drehbewegung aus.

Zwischen Hohlwelle 16 und Verstellwelle 15 tritt keine Relativbewegung auf, demzufolge rotiert der Kurbelzapfen 10 ohne Radiusänderung. Mittels der Kreuzschleife 9 wird die Rotation des Kurbelzapfens 10 in die Hubbewegung des Pricarkolbens 8 im Primärzylinder 7 transformiert und über leitungsnäßige Verbindungen auf den Sekundärkolben 5 im Sekundärzylinder 4 zum Werkzeugträger 2 ubertragen.

Der Werkzeugträger 2 führt eine sinusförmige Bewegung mit konstanter Hublänge aus.

wird über den Positionierantriebsiotor 28 eine Drehbewegung auf die Welle 25 des Umlaufgetriebes 19 geleitet, tritt eine Relativbewegung zwischen Verstellwelle 15 und Hohlwelle 16 auf, die eine Kurbelradiusänderung des Kurbelzapfens 10 bewirkt. Der am Winkelmeßsystem 29 erfaßte Wert ist ein Maß für die Hublängenänderung. Damit kann nach Verarbeitung in der CNC-Steuerung 30 die Hublänge in der Anzeigeeinheit 32 dargestellt werden.

Soll mittels zeitabhängiger Kurbelrediusänderung der Geschwindigkeitsverlauf des Werkzeugträgers 2 beeinflußt werden, muß mittels des Wegmeßsystems 31 des Werkzeugträgers 2 dessen momentane Lage erfaßt werden und in Abahängigkeit davon durch die CNC-Steuerung 30 der Positionierantriebamotor 28 entsprechend den geforderten Sollwerten betrieben werden.

Von Vorteil ist bei den hier dargestellten Größenverhältnissen am Wechseletromgetriebe. daß die Kolbenfläche des Primärkolbens 8 mehr als eine Zehnerpotenz größer ist als die Kolbenfläche bei Sekundärzylinder 5.

Die Hubwerte an der Kreuzschleife 9 werden dann so klein, daß praktisch keine durch den Antrieb verursachten Massenkräfte auf das Maschinengestell 1 einwirken.

Das Ausführungsbeispiel ges, Fig. 2 zeigt den Werkzeugantrieb einer Zahnflankenschleifmaschine mit mechanischem Reversierantrieb, Der Werkzeugträger 2 au Maschinengestell 1 ist über eine Kreuzschleife 9 mit dem Kurbelzapfen 10 verbunden. Die Rotation des Kurbelzapfens 10 wird direkt in die Hubbewegung des Werkzeugträgers 2 transformiert. Der Kurbelzapfen 10 ist mit dem Schlitten 42 verbunden, der mittels einer spindel41 und der Kegelräder 39; 40 radial auf der Scheibe 17 verschoben wird. Die Scheibe 17 und die Riemenscheibe 35 sind ein Teil der Hohlwelle 16. In der Hohlwelle 16 ist die Verstellwelle 15. an der die Riemenscheibe 36 und das Kegelrad 39 befestigt sind, gelagert. Die Riemenscheiben 35;36 stehen formschlüssig mit den gleichen Winkelmeßsystemen 37; 38 im Eingriff und besitzen einen eigenen regelbaren Antriebsmotor 33; 34. Die Antriebsmotoren 33; 34, sowie die winkelmeßsysteme 37; 38 stehen mit der CNC-Steuerung 30 in Verbindung, in der auch das Differenzsignal der winkelmeßsysteme 37; 38 ausgewertet wird.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: Die Hubfrequenz wird in die CNC-Steuerung 30 eingegeben. entsprechend wird die Drehzahl des Antriebsmotors 33 eingeregelt. Damit die Hublänge konstant bleibt, müssen Hohlwelle 16 und Verstellwelle 15 die gleiche Drehzahl besitzen. Das Differenzsignal "NU11" der beiden Winkelmeßsysteme 37; 38 wird jetzt als Fuhrungsgröße für die Drehzahl regelung des Antriebsmotors 34 der Verstellwelle 15 verwendet. Zur Hublängenänderung, die hier mit der Kurbelradiusänderung identisch ist, wird ein bestimmtes Differenzsignal der beiden Winkelmeßsysteme 37; 38 vorgegeben und über die Drehzahlregelung des Antriebsmotors 34 ausgeführt. Die Hublängenänderung ist direkt dem Differenzsignal proportional. Mittels Speicher wird durch Addieren bzw.

Subtrahieren der Differenzsignale der Absolutwert der Hublänge errechnet und in der Snzeigeeinheit 32 dargestellt.

Das Ausführungsbeispiel m. Fig. 3 zeigt eine Kreuzschleife 9 mit zwei gegensinnig rotierenden Kurbelzapfen 10.

Beide Kurbelzapfen 10 sind getriebemäßig formschlüssig mit den Versteliwellen 15 radiusverstellbar verbunden, die jeweils in den Hohlwellen 16 angeordnet sind.

Der Antriebsmotor 43 wirkt über die Schnecke 45 und Schneckenräder 47 auf die Hohlwelle 16, der Antriebsmotor 44 wirkt über die Schnecke 46 und Schnecken räder 48 auf die Verstellwellen 15. Durch die jeweils beidseitige Anordnung der Schneckenräder 47; 48 bezüglich der Schnecke 45; 46 wird eine gegensinnige Rotation erzeugt und das gesamte Antriebssystem besitzt so Symmetriseigen schaften. Damit wird über beide Kurbelzapfen 10 zwangsläufig exakt der gleiche Kurbelradius eingestellt. An den beiden Kurbelzapfen 10 treten damit auch die gleichen Kräfte in horizontaler und vertikaler Richtung auf. Die horizontalen Kräfte heben sich zwangsweise auf, die vertikalen addieren sich. Somit wird ein ruhiger Lauf des Antriebes erzeugt und die Kurbelzapfen 10 und Versto elemente werden nur halb so stark belastet.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Maschinengestell 2 - Werkzeugträger 3 - Schleifkörper 4 - Sekundärzylinder 5 - Sekundärkolben 6 - Wechselstromgetriebe 7 - Primärzylinder 8 - Primärkolben 9 - Kreuz schleife 10 - Kurbelzapfen 11 - Scheibe 12 - Welle 13 - Stirnrad 14 - Stirnrad 15 - Versteliwelle 16 - Hohlwelle 17 - Scheibe 18 - Stirnrad 19 - Umlaufgetriebe 20 - Antriebsmotor 21 - Welle 22 - Stirnrad 23 - Stirnrad 24 - Steg 25 - Welle 26 - Stirnrad 27 - Stirn rad 28 - Positionierantriebsmotor 29 - Winkelm@ßsystem 30 - CNC-Steuerung 31 - Wegmeßsyste.

32 - Anzeigeeinheit 33 - Antriebsmotor 34 - Antriebsmotor 35 - Riemenscheibe 36 - Riemenscheibe 37 Riemenscheibe- Winkelmeßsystem 38 - Winkelmeßsystem 39 - Kegelrad 40 - Kegel rad 41 - Spindel 42 - Schlitten 43 - Antriebsmotor 44 - Antriebsmotor 45 - Schnecke 46 - Schnecke 47 - Schneckenrad 48 - Schnecken rad


Anspruch[de]

Trensiatorischer Reversierantrieb, insbesondere für Zahnflankenschleifieschinen Petentansprüche 1. Transiatorischer Reversierantrieb; insbesondere für eine Zahnflankenschleifmaschine, welcher mittels eines motorgetriebenen und als Kurbel- oder Kreuzschleifengetriebe ausgebildeten Hubgetriebes direkt oder über ein hydraulisches Wechseistrolgetriebe indirekt einen daran angekuppelten und reversierbeweglich geführten Werkzeugträger antreibt, dessen Hubgröße mittels Radiusveränderung des umlaufenden Kurbelzapfens veränderbar ist, gekennzeichnet dadurch.

daß auf einem Maschinengestell (1) das mechanische Hubgetriebe mit einer Hohlwelle (16), durch die eine Verstellwelle (15) hindurchführt, angeordnet ist, daß die Hohlwelle (16) und die VerstellweLE (15) über ein Umlaufgetriebe (19) gleichdrehend miteinander verbunden sind, Hohlwelle (16) und Steg (24) in festem Drehzahlverhältnis antreibbar sind und eine Welle (25) des Umlaufgetriebes (19) mit einem Positionierantriebemotor (28) in Verbindung steht. N 2. Translatorischer Reversierantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hohlwelle (16) und die Verstellwelle (15) Jeweils mit einen regelbaren Antriebsmotor (33; 34) und einem Winkelmeßsystem (37; 38) verbunden sind und das Differenzsignal der Winkeleßsysteme (37; 38) zur Hublängenänderung auf den Regelkreis eines Antriebsmotors (33) geführt ist.

3. Transiatorischer Reversierantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hohlwelle (16) und die Verstellwelle (15) it des Wechseistromgetriebe (6), dessen Primärkolbenfläche mindestens eine Zehnerpotenz größer als die Sekundärkolbenfläche ist, verbunden sind.

4. Transiatorischer Reversierantrieb nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Maschinengestell (1) das Hubgetriebe mit zwei gegensinnig rotierenden Hohlwellen (16) und Verstellwellen (15) angeordnet ist.







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