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Dokumentenidentifikation DE3831347A1 27.04.1989
Titel Einrichtung zur Kompensation der Stirnlaufabweichung eines auf einer Verzahnmaschine aufgespannten Zahnrades
Anmelder VEB Werkzeugmaschinenkombinat "7. Oktober" Berlin, DDR 1120 Berlin, DD
Erfinder Lenz, Sieghart, Dipl.-Ing., DDR 1156 Berlin, DD;
Kienast, Harry, DDR 1092 Berlin, DD
DE-Anmeldedatum 15.09.1988
DE-Aktenzeichen 3831347
Offenlegungstag 27.04.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.04.1989
IPC-Hauptklasse B23F 23/00
IPC-Nebenklasse G05D 3/00   
Zusammenfassung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung so zu gestalten, daß zur automatischen Kompensation des Stirnlaufes Elemente zur Meßwerterfassung und zum Ausrichten des Zahnrades angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch die Meßeinrichtung 12 und 13 Werte der Stirnlaufabweichung der Drehposition des Rundtisches 2 zugeordnet und in der Einrichtung 15 gespeichert werden. Die Lagerspalte 19 der Tragtaschen 3.1, 3.2... der hydrostatischen Lagerung des Rundtisches 2 werden entsprechend der drehpositionsbezogenen Sollwerte 16 durch die Volumenströme mittels Volumenstromregler 6.1, 6.2... gesteuert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung ist anwendbar zur Kompensation der Stirnlaufabweichung eines auf einem hydrostatisch gelagerten Rundtisch einer Verzahnmaschine aufgespannten Zahnrades mit vertikal angeordneter Achse.

Das Ausrichten des Stirnlaufes von Zahnräder erfolgt üblicherweise durch Unterlagen von Beilagen oder Verstellen mittels Druckschrauben. Von Nachteil ist hier anzusehen, daß zur Durchführung mehrerer Arbeitsfolgen ein hoher Zeitaufwand für das Ausrichten erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei Verwendung von Beilagen oder Druckschrauben punktförmige Kraftübertragungen am Zahnrad und an der Aufspannfläche auftreten, wodurch Streifeverluste und Verformungen an den Bauteilen, z. B. den Tragführungen von Drehtischen, entstehen können.

Mit der DE-OS 28 08 608 wurde eine Vorrichtung zum Erleichtern des Ausrichtens schwerer Werkstücke auf einem Maschinentisch vorgeschlagen, bei der durch hydraulische Mittel und Pendelstützen das Werkstück angehoben und durch mechanische Einrichtungen hinsichtlich Rund- und Stirnlauf ausgerichtet werden kann. Bei dieser Vorrichtung bleibt der Nachteil bestehen, daß die o.g. punktförmige Kraftübertragung auf den Maschinentisch mit seinen unerwünschten Nebenwirkungen eintritt. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß durch eine wechselweise Anordnung von Stütz- und Spannstellen die Werkstücke beim Aufspannen verzogen werden, insbesondere bei Zahnkränzen geringer Steife. Weiterhin ist von Nachteil, daß beim Spannen eines Werkstückes, insbesondere bei Verwendung von mehr als drei Stützstellen, die beim Ausrichten erzielte Stirnlaufgenauigkeit wieder beeinträchtigt wird.

Es ist das Ziel der Erfindung, die Produktivität der Verzahnmaschinen durch eine Verringerung des zeitlichen Aufwandes für das Ausrichten der Zahnräder zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß zur automatischen Fehlerkompensation des Stirnlaufes Elemente der Meßwerterfassung am Stirnrad und der Veränderung der Spalthöhe der hydrostatischen Rundtischlagerung angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine elektronische Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung des Zahnrades und eine elektronische Meßeinrichtung für die Drehposition des Rundtisches in ihrer Winkellage, bezogen auf die Rundtischdrehachse, fest zueinander und zur Lage von Tragtaschen eines Bettes angeordnet sind.

Für eine drehpositions bezogene Änderung der Größe des Lagerspaltes sind die Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung und die Meßeinrichtung für die Drehposition mit einer Einrichtung zur stirnlaufabhängigen Sollwertbildung verbunden und dieser sind eine Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Speicherung der stirnlaufabhängigen Sollwerte und eine Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte nachgeordnet.

Die Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte ist mit den Tragtaschen des Bettes zugeordneten Volumenstromreglern über Mischpunkte für den Sollwert verbunden. Die Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte zu den Tragtaschen ist mit einer Einrichtung zur drehrichtungs- und drehgeschwindigkeitsabhängigen Einstellung der Phasenlage verbunden.

In der Zeichnung zeigt die Figur die schematische Darstellung der Einrichtung.

Auf dem Bett 1 einer Verzahnmaschine - speziell einer Zahnradschleifmaschine - ist ein Rundtisch 2 gelagert und mit einer hydrostatischen Tragführung ausgerüstet. Die hydrostatische Tragführung besteht aus im Bett 1 eingearbeiteten Tragtaschen 3.1, 3.2 . . . (Taschenanzahl ≤ 3) und der am Rundtisch 2 befindlichen Gleitbahn 4. Mittels Förderpumpen 7.1, 7.2 . . . und Volumenstromgebern 6.1, 6.2 . . . wird den Tragtaschen 3.1, 3.2 . . . zur Bildung eines Lagerspaltes 19 eine definierte Ölmenge zugeführt. Die Volumenstromregler 6.1, 6.2 . . . sind mit einer Sollwerteinstellung 5.1, 5.2 . . . versehen. Zur Bildung des Lagerspaltes 19 gibt es eine weitere nicht dargestellte Möglichkeit der Ölstromzuführung zu den Tragtaschen 3.1, 3.2 . . . mittels nur einer gemeinsamen Förderpumpe 7.1 und je Tragtasche 3.1, 3.2 . . . ein Volumenstromregler 6.1, 6.2 . . . gekoppelt mit einem hydraulischen Drosselwiderstand (z. B. Kapillardrossel).

Auf der Spannfläche des Rundtisches 2 ist ein Spannaufsatz 9 zentrisch aufgespannt, auf dem das mit einem Prüfbund 11 versehene Zahnrad 10 befestigt ist. Auf dem Bett 1 sind eine elektronische Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung 12 und eine elektronische Meßeinrichtung für die Drehposition 13 des Rundtisches 2, z. B. ein inkrementaler rotatorischer Geber, in ihrer Winkellage, bezogen auf die Rundtischdrehachse 8, fest zueinander und zur Lage von Tragtaschen 3.1, 3.2 . . . angeordnet. Die Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung 12 ist mit einer Einrichtung zur stirnlaufabhängigen Sollwertbildung 14 verbunden. Die Meßeinrichtung für die Drehposition 13 ist mit der Einrichtung zur stirnlaufabhängigen Sollwertbildung 14, mit einer Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Speicherung der stirnlaufabhängigen Sollwerte 15 und mit einer Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte 16 zu den Volumenstromreglern 6.1, 6.2 . . . verbunden. Die Einrichtungen 14, 15 und 16 können beispielsweise durch einen Prozeßrechner gebildet werden. Mit der Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte 16 ist eine Einrichtung zur drehrichtungs- und drehgeschwindigkeitsabhängigen Einstellung der Phasenlage 18 verbunden, die als manuelle Eingabeeinheit dargestellt ist, aber auch als automatisch arbeitende Einrichtung ausführbar ist, die die Phasenlage der Sollwertzuweisung zur Berücksichtigung der Trägheit des Systems von den Signalen nicht dargestellter Signalgeber für die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit des Rundtisches 2 vorgibt. Die Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte 16 ist mit den Mischpunkten für den Sollwert 17.1, 17.2 . . . verbunden.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Nach dem Aufspannen des Zahnrades 10 auf den Spannaufsatz 9 und nach dem Anstellen der Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung 12 zum Prüfbund 11 wird bei rotierendem Rundtisch 2 durch die Meßeinrichtung 12 die Stirnlaufabweichung gemessen und durch die Meßeinrichtung 13 der jeweils zugehörigen Drehwinkelposition des Rundtisches 2 zugeordnet. Aus diesen Meßsignalen werden in der Einrichtung 14 stirnlaufabhängige Sollwerte für die Volumenstromregler 6.1, 6.2 . . . gebildet und in der Einrichtung 15 drehwinkelpositionsbezogen gespeichert. Bei der Bearbeitung des Zahnrades 10 werden diese drehwinkelpositionsbezogenen Sollwerte entsprechend der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit des Rundtisches 2 durch die Einrichtung 16 über die Mischpunkte 17.1, 17.2 . . . den Volumenstromreglern 6.1, 6.2 . . . zugewiesen. Diese Zuweisung kann, entsprechend Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit, mit voreilender Phasenlage erfolgen, um die Trägheit des Regelungssystems auszugleichen. Die Lagerspalte 19 der Tragtaschen 3.1, 3.2 . . . werden entsprechend der drehpositionsbezogenen Sollwerte durch die Volumenströme mittels Volumenstromregler 6.1, 6.2 . . . gesteuert. Durch die Änderungen der Lagespaltgrößen 19 wird die Lage der Gleitbahn 4 zur Rundtischdrehachse 8 so geändert, daß übliche Stirnlaufabweichungen von ca. 0,5 mm kompensiert werden können. Mit einem erneut eingeleiteten Meßvorgang kann überprüft werden, ob die durchgeführte Kompensation ausreichend ist. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß das Ausrichten des Zahnrades hinsichtlich seines Stirnlaufes automatisiert und zielgerichtet ausführbar ist. Dadurch wird eine bisher zeitaufwendige Verrichtung der Kategorie Hilfszeit wesentlich verkürzt und von der Handfertigkeit des Bedienpersonals unabhängig. Weitere Vorteile bestehen darin, daß für das Aufspannen des Zahnrades bisher übliche Spannvorrichtungen einsetzbar sind und daß keine mit dem Rundtisch umlaufende Kompensationselemente erforderlich sind, sondern die ohnehin vorhandenen Tragtaschen eines hydrostatisch gelagerten Rundtisches verwendet werden können. Punktförmige Belastungen des Rundtisches und damit unerwünschte Verformungen desselben werden durch die erfindungsgemäße Lösung vermieden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Bett

2 Rundtisch

3.1, 3.2 . . . Tragtaschen

4 Gleitbahn

5.1, 5.2 . . . Sollwerteinstellung

6.1, 6.2 . . . Volumenstromregler

7.1, 7.2 . . . Förderpumpe

8 Rundtischdrehachse

9 Spannaufsatz

10 Zahnrad

11 Prüfbund am Zahnrad

12 elektronische Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung

13 elektronische Meßeinrichtung für die Drehposition des Rundtisches

14 Einrichtung zur stirnlaufabhängigen Sollwertbildung

15 Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Speicherung der stirnlaufabhängigen Sollwerte

16 Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte

17.1, 17.2 . . . Mischpunkt für den Sollwert

18 Einrichtung zur drehrichtungs- und drehgeschwindigkeitsabhängigen Einstellung der Phasenlage

19 Lagerspalt


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zur Kompensation der Stirnlaufabweichung eines auf einem hydrostatisch gelagerten Rundtisch einer Verzahnmaschine aufgespannten Zahnrades, wobei das Zahnrad mit einem Prüfbund zur Bestimmung des Stirnlaufes versehen ist und die hydrostatische Traglagerung des Rundtisches eine Regelung für eine optimale Lagerspaltgröße aufweist, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß eine elektronische Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung (12) des Zahnrades (10) und eine elektronische Meßeinrichtung für die Drehposition (13) des Rundtisches (2) in ihrer Winkellage, bezogen auf die Rundtischdrehachse (8), fest zueinander und zur Lage von Tragtaschen (3.1, 3.2 . . .) eines Bettes (1) angeordnet sind,
    2. - daß für eine drehpositionsbezogene Änderung der Größe des Lagerspaltes (19) die Meßeinrichtung für die Stirnlaufabweichung (12) und die Meßeinrichtung für die Drehposition (13) mit einer Einrichtung zur stirnlaufabhängigen Sollwertbildung (14) verbunden sind und dieser eine Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Speicherung der stirnlaufabhängigen Sollwerte (15) und eine Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte (16) nachgeordnet sind,
    3. - daß die Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte (16) mit den den Tragtaschen (3.1, 3.2 . . .) des Bettes (1) zugeordneten Volumenstromreglern (6.2, 6.2 . . .) über Mischpunkte für den Sollwert (17.1, 17.2 . . .) verbunden ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur drehpositionsbezogenen Zuweisung der Sollwerte (16) zu den Tragtaschen (3.1, 3.2 . . .) mit einer Einrichtung zur drehrichtungs- und drehgeschwindigkeitsabhängigen Einstellung der Phasenlage (18) verbunden ist.






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