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Teileinrichtung für eine Zahnflankenschleifmaschine - Dokument DE3105439C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3105439C2 01.02.1990
Titel Teileinrichtung für eine Zahnflankenschleifmaschine
Anmelder VEB Werkzeugmaschinenkombinat "7. Oktober" Berlin, DDR 1120 Berlin, DD
Erfinder Eick, Kurt, DDR 1120 Berlin, DD;
Ulrich, Hans-Joachim, Dipl.-Ing., DDR 1156 Berlin, DD;
Wagener, Uwe, Dipl.-Ing., DDR 1120 Berlin, DD
DE-Anmeldedatum 14.02.1981
DE-Aktenzeichen 3105439
Offenlegungstag 14.01.1982
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.02.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.1990
IPC-Hauptklasse B23F 23/08
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Teileinrichtung, insbesondere für Zahnflankenschleifmaschinen, die nach dem Einzelteilverfahren arbeiten, bei der eine definierte Anzahl Umdrehungen der Teilwelle in einen entsprechenden Teiltischdrehwinkel umgesetzt wird. Zweck der Erfindung ist die Erhöhung der Arbeitsproduktivität ohne negative Beeinflussung der Teilgenauigkeit. Dabei liegt ihr die Aufgabe zugrunde, die während des Teilvorganges auftretenden Winkelbeschleunigungen einerseits innerhalb vorgegebener Werte zu halten und andererseits eine sehr hohe Winkelgeschwindigkeit zum Erreichen einer niedrigen Teilzeit zu realisieren. Erfindungsgemäß wird das durch die formschlüssige Verbindung eines stellbaren Antriebssystems mit der Teilwelle und den Wechselrädern, wobei das Verhältnis von Antriebs- zu Teilwellenumdrehungen pro Teilung eine rationale Zahl ist und das Antriebssystem eine wählbare, ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen mit durch eine Stelleinheit vorgegebenem drehwinkelabhängigen Winkelgeschwindigkeitsverlauf pro Teilung ausführt, erreicht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Teileinrichtung für eine Zahnflankenschleifmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mittels der Teileinrichtung wird auf einer Zahnflankenschleifmaschine der Werkstücktisch um eine Teilung oder mehrere Teilungen weitergedreht. Bei bekannten Teileinrichtungen wird dazu eine Arretierung gelöst. Ein Antriebselement erzeugt die Werkstücktischdrehung und über Wechselräder und eine entsprechende Anzahl von Umdrehungen der arretierbaren Teilwelle ergibt sich die Größe des Werkstücktischdrehwinkels, welcher zähnezahlabhängig ist.

Der zeitliche Ablauf eines Teilvorganges verläuft im allgemeinen so, daß nach dem Lösen der Arretiervorrichtung an der Teilwelle durch einen Antrieb das Teilgetriebe bis auf Nenndrehzahl beschleunigt wird und kurz vor Erreichen des vorgesehenen Endes des Teilvorganges der Antrieb abgeschaltet und die Arretiervorrichtung in Bereitschaft versetzt werden. Die Arretierung erfolgt dann durch stoßartiges Abbremsen des Teilgetriebes, z.B. durch Einrasten einer Teilklinke.

Die Funktion eines bekannten Teilgetriebes ist beispielsweise aus DD-WP 1 18 546 ersichtlich.

Ein spezieller Antrieb bzw. Arretiereinrichtung von Teileinrichtungen sind im DD-WP 95 316 und DD-WP 72 969 beschrieben. Bei allen diesen bekannten Teileinrichtungen, die eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Teilwelle über Wechselräder in einen entsprechenden Teiltischdrehwinkel transformieren, ist aus getriebetechnischen Gründen nur die Erzeugung eines begrenzten Zähnezahlbereiches möglich. Es ist auch bekannt, zur Erzeugung eines größeren Zähnezahlbereiches mehrere begrenzte Zähnezahlbereiche verfügbar zu machen, wobei jeder Bereich eine eigene, feste Anzahl Teilwellenumdrehungen besitzt. Nachteilig bei allen diesen Teileinrichtungen ist, daß über die Arretiervorrichtung die in weiten Grenzen variable kinetische Energie des Teilgetriebes über einen elastischen Stoß abgebaut werden muß. Zur Erreichung einer hohen Teilgenauigkeit ist eine möglichst große Anzahl von Teilwellenumdrehungen pro Teilung erforderlich. Wird aber deren Anzahl UT auf λ × UT erhöht, wobei λ > 1, und soll die Teilung weiterhin in der gleichen Zeit erfolgen so steigert sich die abzubauende kinematische Energie Wkin auf λ² · Wkin. Der Dimensionierung der Arretiervorrichtung sind aber räumliche und festigkeitsmäßige Grenzen gesetzt, so daß sich bei Einhaltung der erforderlichen Teilgenauigkeit die Teilzeit nicht mehr wesentlich reduzieren läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Teileinrichtung für eine Zahnflankenschleifmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die auftretenden Winkelbeschleunigungen zu Beginn und zum Ende des Teilvorganges innerhalb vorgegebener Werte liegen und gleichzeitig sehr hohe Winkelgeschwindigkeiten zum Erreichen einer minimalen Teilzeit realisiert werden können.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein stellbares Antriebssystem formschlüssig mit der Teilwelle und demzufolge mit den Wechselrädern verbunden ist, das Verhältnis von Antriebsumdrehungen zu Teilwellenumdrehungen für eine Teilung eine rationale Zahl darstellt und die Anzahl der Umdrehungen des Antriebssystems wählbar und ganzzahlig sowie eine Stelleinheit zur Vorgabe des drehwinkelabhängigen Winkelgeschwindigkeitsverlaufes pro Teilung vorgesehen ist. Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß formschlüssige Übertragungsglieder zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes vorgesehen sind, die gleiche Zähnezahlen besitzen. ln einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform erfolgt die Abstützung des Teilgetriebes kraftschlüssig zwischen Antriebssystem und einem nicht dargestellten Maschinengestell.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß die während des Teilvorganges vom Antrieb eingeleitete Rotationsenergie nicht innerhalb des Getriebes und zwar von den Bauteilen, die auch für die Teilgenauigkeit verantwortlich sind, wieder abgebaut wird (elastischer Stoß), sondern daß das Antriebssystem, von der Stelleinheit entsprechend geführt, die eingeleitete Rotationsenergie wieder abbaut. lnsbesondere ist es vorteilhaft, mittels des Antriebes die Teilwelle bis annähernd zum Stillstand abzubremsen und dann die Lagefixierung mittels der Arretiervorrichtung an der Teilwelle vorzunehmen. Führt dabei die Teilwelle eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen aus, beeinflussen die Fehler des auf der Teilwelle sitzenden Wechselrades nicht die Teilgenauigkeit.

Es ist weiterhin von Vorteil, mittels des Antriebes die Rotationsenergie des Getriebes abzubauen und die Position der Teilwelle zu erzeugen. Der Antrieb läuft dabei entsprechend der von der Stelleinheit vorgegebenen Führungsfunktion bis in eine definierte Winkelstellung. Über die Übertragungsglieder im Getriebe muß die ldentität der Antriebsposition mit der Position der Teilwelle hergestellt werden. Dazu ist es zum Erreichen einer hohen Teilungsgenauigkeit notwendig, daß die Übertragungsglieder nach jeder Teilung die gleiche Stellung zueinander und zum Gestell einnehmen. Dazu werden sie so ausgelegt, daß sie pro Teilung jeweils eine ganzzahlige Anzahl von Umdrehungen ausführen. Für das notwendige Fixieren der Anriebsposition wird zweckmäßigerweise dann das Teilgetriebe kraftschlüssig mit dem Gestell verbunden und es kann die Arretiervorrichtung an der Teilwelle entfallen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. ln der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Teilvorrichtung mit Arretiervorrichtung und mechanisch stell- und schaltbarem Antriebssystem,

Fig. 2 eine Teileinrichtung ohne Arretiersystem und elektronisch regelbarem Antriebssystem.

Beide Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Teileinrichtung einer Zahnflankenschleifmaschine, wobei das dargestellte Schneckenrad 1 fest mit dem Werkstücktisch, der die Teilbewegung ausführt, verbunden ist. Die Einleitung der Teilbewegung erfolgt von der Teilwelle 6 über die Wechselräder 5, das Umlaufgetriebe 3 und die Schnecke 2 auf das Schneckenrad 1. Während der Teilbewegung stützt sich das Umlaufgetriebe 3 am Wälzgetriebezug 4 ab.

Nach Fig. 1 befindet sich auf der Teilwelle 6 die Rastenscheibe 7 mit dem Arretierbolzen 8. Für eine Teilbewegung wird der Arretierbolzen 8 gezogen, die Teilwelle 6 führt mit der Rastenscheibe 7 gemeinsam eine definierte Anzahl Umdrehungen aus. Die definierte Anzahl von Umdrehungen wird mittels Schaltung an der Schalteinrichtung 10 eingestellt und die Antriebsumdrehungen werden über die formschlüssigen Übertragungsglieder 9 - in diesem Falle Stirnräder - auf die Teilwelle 6 übertragen. Das Antriebssystem 11 erzeugt in jedem Falle eine feste Anzahl von Umdrehungen mit definiertem Verlauf der Winkelgeschwindigkeit. lm einzelnen besteht das Antriebssystem 11 aus dem Antriebsmotor 12, der eine konstante Winkelgeschwindigkeit auf ein weiteres Umlaufgetriebe 13 und die mechanische Stelleinheit 14 überträgt. Die letztere besteht aus einem bekannten umlaufenden Kurbelschleifengetriebe, welches während einer Teilbewegung einen Umlauf ausführt und seine variable Winkelgeschwindigkeit ebenfalls auf das Umlaufgetriebe 13 überträgt.

Die Überlagerung einer festen Anzahl Umdrehungen mit konstanter Winkelgeschwindigkeit und einer Umdrehung mit variabler Winkelgeschwindigkeit ergibt am Ausgang des Umlaufgetriebes 13 den drehwinkelabhängigen Winkelgeschwindigkeitsverlauf für eine Teilung.

Nach Fig. 2 ist die eigentliche Teilwelle 6 hier nur noch Träger eines der Wechselräder 5 und eines der Übertragungsglieder 9. Die Arretiervorrichtung 8 fehlt. Hier wird mittels der Schalteinrichtung 10 die elektronische Stelleinheit 17 beeinflußt, d.h. die Anzahl Umdrehungen pro Teilung wird vorgewählt. Das komplette Antriebssystem 11 besteht in diesem Falle aus dem Stellmotor 15 der elektronischen Stelleinrichtung 17 und der dazugehörigen Positioniereinrichtung 16, die gemeinsam mit der Schalteinrichtung 10 ein drehwinkelgeregeltes System bilden, sowie der mit dem Stellmotor 15 formschlüssig verbundenen Bremse 18.

Der Ablauf einer Teilung ist folgendermaßen:

Die Bremse 18 wird gelöst, der Stellmotor 15 läuft, von der elektronischen Stelleinheit 17 geführt, hoch. Hat der Antriebsmotor eine definierte Anzahl Umdrehungen - entsprechend den mittels der Schalteinrichtung 10 vorgewählten - ausgeführt, tritt die elektronische Stelleinheit 17 erneut in Aktion; nach vorgegebener Führungsfunktion wird die Winkelgeschwindigkeit verringert und mittels der Positioniereinrichtung 16 die vorgegebene Anzahl von Umdrehungen des Stellmotors 15 exakt vollendet, während dabei die Winkelgeschwindigkeit bis auf Null reduziert wird. Die eingenommene Winkelposition wird durch die Bremse 18 dann fixiert und kraftschlüssig gehalten, der Teilvorgang ist damit beendet.


Anspruch[de]
  1. 1. Teileinrichtung für eine Zahnflankenschleifmaschine, die nach dem Einzelteilverfahren arbeitet und bei der mittels einer Schalteinrichtung ein begrenzter Zähnezahlbereich verfügbar ist, wobei ein Werkstücktisch zur Teilungsdrehung von einem Antriebsmotor über eine Teilwelle, Wechselräder, ein Umlaufgetriebe und eine Schnecke antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehzahlstellbares Antriebssystem (11) formschlüssig mit der Teilwelle (6) verbunden ist, das Verhältnis von Antriebs- und Teilwellenumdrehungen eine rationale Zahl darstellt und die Anzahl der Umdrehungen des Antriebsmotors des Antriebssystems (11) ganzzahlig wählbar ist und eine Stelleinheit (14; 17), durch welche die Drehzahl veränderbar ist, mit dem Antriebsmotor in Verbindung steht.
  2. 2. Teileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehzahlstellbare Antriebssystem (11) aus dem Antriebsmotor (12) und einer als Kurbelschleifengetriebe ausgebildeten mechanischen Stelleinheit (14) besteht, die beide als Eingang eines Umlaufgetriebes (13) angeordnet sind.
  3. 3. Teileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehzahlstellbare Antriebssystem (11) aus einem Antriebsmotor, der als Stellmotor (15) ausgebildet und mit einer Bremse (18) verbunden ist, und einer elektronischen Stelleinheit (17) mit einer dazugehörigen Positioniereinrichtung (16) besteht.
  4. 4. Teileinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß formschlüssige Übertragungsglieder (9) zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes vorgesehen sind, die gleiche Zähnezahlen besitzen.
  5. 5. Teileinrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des Teilgetriebes, das aus Schneckenrad (1), Schnecke (2), Umlaufgetriebe (3), Wechselräder (5) und Übertragungsglieder (9) besteht, kraftschlüssig zwischen dem Antriebssystem (11) und einem Maschinengestell ausgebildet ist.






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