DE1552761B2 - Vorrichtung zur veraenderung der lage der hubbewegung des das werkzeug tragenden stoessels an einer maschine zum schleifen der zahnflanken von vorbearbeiteten schraegverzahnten zahnraedern im teilwaelzverfahren - Google Patents

Description

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lenden Wegmeßsystems, einer der Eingriffslänge Gleichfalls kann es zweckmäßig sein, daß das entsprechenden Hubgröße, der Zahnradbreite Wegmeßsystem als analoges Wegmeßsystem ausge- und dem Schrägungswinkel Stößelumsteuer- bildet ist und aus einer Kurvenscheibe mit konstanpunkte nach bekannten Beziehungen errechnet, tem Anstieg sowie einem Meßgeber besteht, wobei d) einen Vergleicher, der die Rechnerausgabewerte ⁵ Je Kurvenscheibe am die Rotationskomponente der und die Meßwerte des die Bewegungsbahn des Walzbewegung ausfuhrenden Ted befestigt ist, wah-Stößels darstellenden Wegmeßsystems vergleicht '^end ^ Meßgeber am die geradlinige Komponente und bei Koinzidenz das dem Stößelumsteuer- der Wakbewegung ausführenden Teil des Werkpunkt entsprechende Signal ausgibt. Stackschlittens angeordnet ist und über einen Tast^{r r} ίο stift an der Kurvenscheibe anhegt.
Dabei ist es zweckmäßig, daß die Maßstäbe der Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnah-Wegmeßsysteme analog oder absolut digital codiert men besteht darin, daß es nunmehr möglich ist, die sind. Hubgröße des Stößels der tatsächlichen Länge des In einer zweiten Ausführungsform, bei der die Eingriffsweges des Schleifkörpers anzupassen, wobei Hubbewegung des Stößels gleichfalls durch einen 15 die jeweilige Hublage immer der jeweiligen Verschiedruckmittelbetätigten Arbeitszylinder erzeugt wird bung des Eingriffsweges längs der Flankenfläche und am Stößel Anschläge vorgesehen sind, welche folgt. Damit sind, abgesehen vom technologisch notmit einem Endschalter zusammenarbeiten, der im wendigen Überlauf, jegliche Leerwege des Schleif-Wirkbereich der Anschläge an einem den Stößel körpers beim Schleifen von schrägverzahnten Zahnführenden Drehteil vorgesehen ist und die Umsteue- 20 rädern vermieden. Infolge der Verkürzung des Hubes rung des Arbeitszylinders auslöst, ist die Aufgabe der des Stößels ist bei gleicher Stößelgeschwindigkeit eine Erfindung dadurch gelöst, daß der Endschalter in der höhere Stößelhubzahl einstellbar, so daß die wesent- f Bewegungsrichtung des Stößels verschiebbar gelagert liehe Verringerung des Zeitbedarfes für den Arbeits- C und mit einem Schraubtrieb . versehen ist, welcher gang Schleifen augenfällig ist.

einen Antrieb aufweist, der über Verstärker mit dem 25 Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen ermög-

Meßwert-Ausgang eines Meßgebers des die Bewe- liehen auf einfache und selbsttätige Weise die jewei-

gungslage des Werkstückschlittens darstellenden lige laufende Einstellung der Hublage entsprechend

Wegmeßsystems in Verbindung steht, so daß der dem augenblicklich wirksamen Eingriffsweg, wobei

jeweilige Drehwinkel des Antriebes jeweils den Meß- die verschiedenen Möglichkeiten zur Betätigung des

werten des Wegmeßsystems proportional ist. 30 Stößels berücksichtigt wurden.

In einer dritten Ausführungsform, bei der die Zum einschlägigen Stand der Technik wird zusätz-

Hubbewegung des Stößels gleichfalls durch einen lieh vermerkt:

druckmittelbetätigten Arbeitszylinder erzeugt wird, Die Lösung der Erfindungsaufgabe stellt die Anunter Verwendung einer zeitplangesteuerten um- wendung der bei Werkzeugmaschinen bekannten steuerbaren Hydraulikpumpe oder eines Umsteuer- 35 Lageregelung von Werkzeugschlitten dar. Diese Lageschiebers, die mit zwei Anschlußleitungen des regeleinrichtung bilden bekanntlich den Kern der Arbeitszylinders verbunden sind, ist die Aufgabe der numerischen Steuerungen, vgl. hierzu z. B. Werkstatt Erfindung gelöst durch eine Dosiervorrichtung, und Betrieb 1959, Heft 11, S. 793 bis 803. In dieser welche an beiden Anschlußleitungen des Arbeits- Druckschrift sind verschiedene Arten von Wegmeßzylinders angeschlossen ist, und deren Dosierkolben 40 systemen beschrieben und es ist der Druckschrift mit einem Antrieb versehen ist, der über Verstärker auch entnehmbar, daß Rechner zur Ermittlung von mit dem Meßwert-Ausgang des Meßgebers des die Zwischenwerten Bestandteile von numerischen Bewegungslage des Werkstückschlittens darstellenden Steuerungen sein können.

Wegmeßsystems in Verbindung steht, so daß der Es ist an Flächenschleifmaschinen eine Vorrich- (j jeweils zurückgelegte Weg des Antriebes jeweils den 45 tung zur Verlagerung des hydraulisch erzeugten Meßwerten dieses Wegmeßsystems proportional ist. Oszillationshubes des Schleifschlittens bekannt (deutln einer vierten Ausführungsform, bei der die sehe Patentschrift 1 209 459), bei der im Maschinen-Hubbewegung des Stößels durch ein Kurbelgetriebe gestell zwei Anschläge angeordnet sind, welche mit erzeugt wird, mit einem am Stößel geführten Verstell- einem Endschalter zusammenarbeiten. Der Endschlitten für die Lagerung des Abtriebsgliedes des 50 schalter ist dabei am Schleifschlitten befestigt und Kurbelgetriebes, der mittels eines Stellgliedes am gibt bei seiner Betätigung durch die Anschläge jeweils Stößel in dessen Bewegungsrichtung verschiebbar ist, einen elektrischen Impuls ab. Dieser bewirkt die ist die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß Umsteuerung des Arbeitszylinders des Schleifschlitdas Stellglied mit einem Antrieb versehen ist, der tens über einen Magnetsteuerschieber,
über' Verstärker mit dem Meßwert-Ausgang des 55 Zum Zwecke der Verstellung der Anschläge sind Meßgebers des die Bewegungslage des Werkstück- diese an den Enden je einer Kolbenstange je eines Schlittens darstellenden Wegmeßsystems in Verbin- hydraulisch betätigbaren Zylinders angeordnet. Jeder dung steht, so daß der jeweilige Drehwinkel des dieser Zylinder liegt dabei wieder über einen Magnet-Antriebes jeweils den Meßwerten dieses Wegmeß- Steuerschieber an einer Druckleitung an.
systems proportional ist. 60 Werden diese Magnetsteuerschieber betätigt, so Bei diesen Ausführungsformen ist es zweckmäßig, bewegen sich die an den Kolbenstangen befestigten daß das Wegmeßsystem als analoges Wegmeßsystem Anschläge je nach der Art der Betätigung aufeinanausgebildet ist und aus einem Sinuslineal und einem der zu, entfernen sich voneinander oder bewegen am Maschinengestell angebrachten Meßgeber be- sich mit gleicher Geschwindigkeit in die eine oder steht, wobei das Sinuslineal an dem die geradlinige 65 andere Richtung. Diese Verstellung der Anschläge Komponente der Wälzbewegung ausführenden Teil kommt einer Veränderung der Hubgröße bei gleicher des Werkstückschlittens befestigt ist und der Meß- Hublage oder einer Veränderung der Hublage bei geber über einen Taststift am Sinuslineal anliegt. gleicher Hubgröße gleich. Sie kann während der

Hubbewegung des Schleifschlittens vorgenommen werden.

Diese bekannte Vorrichtung kann nicht auf Zahnflankenschleifmaschinen der genannten Art übertragen werden. Es ist nämlich bei diesen Maschinen, deren Stößel relativ große Hubwege bei hohen Hubzahlen zurückzulegen haben, nicht möglich, an dem bewegten Stößel den Endschalter anzuordnen und dabei die ausgelösten elektrischen Impulse sicher auf das Maschinengestell zu übertragen. Weiterhin erfordert die Maßnahme, beide Anschläge bei der Änderung der Hublage zu verstellen, auch für beide Anschläge je ein Stellglied mit entsprechenden Steuereinrichtungen. Das ist zumindest teuerer und besitzt eine doppelte Störanfälligkeit.

Darüber hinaus beinhaltet die bekannte Vorrichtung keinen Hinweis, in welcher Abhängigkeit die Größe der Hublagenverstellung von irgend einer physikalischen Größe steht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt

F i g. 1 die perspektivische Ansicht auf ein schrägverzahntes Zahnrad, wobei nur ein Zahn gezeichnet ist,

Fig. 2 die perspektivische Ansicht auf das Zahnrad der Fig. 1, welches um einen bestimmten Drehwinkel verdreht ist,

F i g. 3 die perspektivische Ansicht auf das Zahnrad der Fig. 1, um einen weiteren Drehwinkel verdreht,

F i g. 4 die Seitenansicht einer Zahnflankenschleifmaschine in schematischer Ansicht und teilweise geschnitten, deren Stößel durch einen hydraulisch betätigten Arbeitszylinder bewegt wird, mit einer zugehörigen Steuerung,

F i g. 5 die Seitenansicht einer Zahnflankenschleifmaschine in schematischer Ansicht und teilweise geschnitten, deren Stößel durch einen pneumatisch betätigten Arbeitszylinder bewegt wird, mit einer anderen Steuerung,

F i g. 6 die Draufsicht auf den Werkstückschlitten der Zahnflankenschleifmaschine nach Fig. 5,

F i g. 7 die Seitenansicht einer Zahnflankenschleifmaschine in schematischer Ansicht und teilweise geschnitten, deren Stößel durch einen hydraulisch betätigten Arbeitszylinder bewegt wird, mit einer weiteren Steuerung,

F i g. 8 die Seitenansicht einer Zahnflankenschleifmaschine in schematischer Ansicht und teilweise geschnitten, deren Stößel durch ein Geradschubkurbelgetriebe bewegt wird, mit einer zugehörigen Steuerung und

Fig. 9 die Draufsicht, teilweise geschnitten, auf den Werkstückschlitten der Zahnflankenschleifmaschine nach Fig. 8.

Zur vereinfachten zeichnerischen Darstellung wurde dabei in den F i g. 4, 5, 7, 8 jeweils der Stößel der Zahnflankenschleifmaschine in die Zeichenebene gedreht. Beim Schleifen von schrägverzahnten Zahnrädern ist dieser selbstverständlich gemäß dem Schrägungswinkel zu verschwenken.

Zunächst wird die allen erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemeinsame Arbeitsweise erläutert:

Ein schrägverzahntes Zahnrad Z ist zum Zwecke der Wälzbewegung drehbar und parallel zu seiner Achse geradlinig verschiebbar gelagert. An seinem Umfang ist lediglich ein Zahn dargestellt (s. Fig. 1, 2, 3), dessen rechte Flankenfläche F geschliffen werden soll. Zu diesem Zweck führt ein doppelkegelförmig profilierter, rotierender Schleifkörper 6 eine schnelle Hubbewegung mit der Hubgröße H in einer Ebene E aus. Die Ebene E, d. h. die Bewegungsebene des Schleifkörpers 6, tangiert an der rechten Flankenfläche F des zu schleifenden Zahnes des Zahnrades Z und verläuft somit unter dem Schrägungswinkel β zur Achse des Zahnrades Z. Sie stellt eine Flankenfläche einer gedachten schrägverzahnten

ίο Zahnstange (als deren Bestandteil der Schleifkörper aufgefaßt wird) als Bezugsprofil dar.

Die Hubgrößei? entspricht etwa dem tatsächlichen Eingriffsweg des Schleifkörpers 6.

Beim Beginn des Schleifprozesses (s. Fig. 1) ist noch kein Wälzweg zurückgelegt, d. h. dessen geradlinige und Rotationskomponente ist gleich Null. Der Schleifkörper 6 bewegt sich entsprechend seiner Hubgröße H am oberen Ende der Flankenfläche F in der Ebene E, wobei er sich um einen bestimmten, technologisch notwendigen Überlaufweg über das obere Ende der Flankenfläche F hinausbewegt.

Gleichzeitig mit dem Beginn der Hubbewegung des Schleifkörpers 6 setzt jedoch auch die Wälzbewegung des Zahnrades Z ein. Das bedeutet eine Verdrehung um einen Drehwinkel γ und eine geradlinige Verschiebung um einen Weg W des Zahnrades Z, wobei man sich diese Wälzbewegung als ein Abwälzen des Zahnrades Z an der gedachten stillstehenden, den Schleifkörper 6 enthaltenden Zahnstange (Bezugsprofil) vorstellen kann.

In linearer Abhängigkeit von einer der Komponenten der Wälzbewegung, in vorliegendem Ausführungsbeispiel deren Rotationskomponente, verschiebt sich die Hubbewegung des Schleifkörpers 6 mit der Hubgröße H, also dessen Hublage, entlang der Flankenfläche F nach unten.

Der sich in der Ebene E bewegende Schleifkörper 6 folgt somit immer dessen tatsächlichem Eingriffsweg auf der Flankenfläche F. Nach Zurücklegen eines bestimmten Drehwinkels y_t (s. Fig. 2) bewegt sich der Schleifkörper 6 in einer Hublage, deren Mittellage sich zur Gesamtlänge der Flankenfläche F in dem gleichen Verhältnis befindet wie der zurückgelegte Drehwinkel 7j zum gesamten Drehwinkel γ₆ der vollständigen Wälzbewegung für das Schleifen eines Zahnes.

Ist die Wälzbewegung des Zahnrades Z und damit dessen gesamter Drehwinkel y₆ vollständig zurückgelegt (Fig. 3), so bewegt sich der Schleifkörper6 am unteren Ende der Flankenfläche F. Dabei ist wieder ein technologisch notwendiger Überlaufweg vorgesehen.

In Fig. 3 ist neben der Endstellung des Zahn rades Z nach Beendigung des Wälzweges auch dünn dessen Anfangsstellung dargestellt. Es ist der insgesamt zurückgelegte geradlinige Wälzweg Wq sowie der gesamte Drehwinkel y₆ der Rotationskomponente ersichtlich. Weiterhin ist auch die Gesamtlänge Hq der Ebene E dargestellt, in der sich die Hublage des Schleifkörpers 6 beim Wälzschleifen einer Flankenfläche F verschiebt. Dieser Gesamtlänge Hq, entsprach beim bisher bekannten Verfahren der eingestellte Hub, während die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingestellte Hubgröße H etwa dem tatsächlichen Eingriffsweg des Schleifkörpers 6 entspricht. Durch diese Darstellung sind die großen, beim bisher bekannten Verfahren zurückgelegten Leerwege klar ersichtlich.

Die einzelnen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind wie folgt aufgebaut:

Auf einem Ständerbett 1 einer Zahnflankenschleifmaschine ist ein Ständer 2 geführt, in dem ein Drehteil 3 um eine horizontale Achse verdreh- und feststellbar gelagert ist. Das Drehteil 3 weist eine Führung auf, die einen Stößel 4 aufnimmt. Auf dem Stößel 4 ist ein nicht gezeichnetes Schleifspindellager befestigt, in welchem eine Schleifspindel 5 gelagert ist. Die Schleifspindel 5 trägt den doppelkegelförmig profilierten Schleifkörper 6 und ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor getriebemäßig verbunden.

Quer zum Ständerbett 1 ist weiterhin ein Schlittenbett 7 angeordnet, auf dem ein rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Stößels 4 verschiebbarer Werkstückschlitten 8 geführt ist. Im Werkstückschlitten 8 ist ein Rundtisch 9 mit einer Spanneinrichtung für die zu schleifenden Zahnräder Z drehbar gelagert. Der Rundtisch 9 soll im folgenden als Teil des Werkstückschlittens 8 aufgefaßt werden.

In der ersten Ausführungsform (Fig. 4) ist am Stößel 4 die Kolbenstange 101 eines hydraulischen Arbeitszylinders 10 befestigt. Dieser ist im Drehteil 3 angeordnet. Seine beiden Anschlußleitungen 11,12 sind in einem geschlossenen Kreis an eine hydraulische, stufenlos regelbare Hydraulikpumpe 13 angeschlossen, welche übernullsteuerbar ist. An dem geschlossenen hydraulischen Kreis sind noch wie bekannt Maximaldruckventile sowie über Rückschlagventile eine Füllpumpe 14 vorgesehen.

Am Werkstückschlitten 8 ist ein Wegmeßsystem 15 angeordnet. Dieses besteht aus einem vom Werkstückschlitten 8 getragenen, absolut digital kodierten Maßstab 151 sowie einem Leser 152, der am Schlittenbett 7 befestigt ist und einen Digital-Analog-Wandler enthält.

In ähnlicher Weise ist am Stößel 4 ein weiteres Wegmeßsystem 16 angeordnet. Dieses besteht ebenfalls aus einem am Stößel 4 befestigten absolut digital kodierten Maßstab 161 und einem am Drehteil 3 angebrachten Leser 162 mit einem Digital-Analog-Wandler.

Beschreibung der Steuerung

Die vom Leser 152 des am Werkstückschlitten 8 angeordneten Wegmeßsystems 15 abgegebenen Meßwerte liegen über einem Verstärker 17 an einem Analog-Rechner 18 an. Dem Analog-Rechner 18 sind über Potentiometer 181,182,183 Festwerte vorgebbar, und zwar über Potentiometer 181 die Hubgröße H, über Potentiometer 182 die Zahnbreite und über Potentiometer 183 der Schrägungswinkel β des zu schleifenden Zahnrades Z.

Der Analog-Rechner 18 ist so programmiert, daß er die jeweils oberen Umsteuerpunkte des Stößels 4 errechnet. Das geschieht so, daß die jeweiligen Umsteuerpunkte linear abhängig von der geradlinigen Komponente des jeweils zurückgelegten Wälzweges, d. h. der Verschiebebewegung des Werkstückschlittens 8, über die gesamte Breite des zu schleifenden Zahnrades Z verlaufen. Der Analog-Rechner 18 ordnet somit die einzelnen Punkte des geradlinigen Wälzweges für das Wälzschleifen eines Zahnes, die als Meßwerte vom Leser 152 vorliegen, den einzelnen Punkten der Zahnbreite bzw. (über den Schrägungswinkel/5 umgerechnet) der Länge der Flankenfläche F zu.

Weiterhin ist dem Analog-Rechner 18 ein Programm für die Errechnung der unteren Stößelumsteuerpunkte aufgegeben, nach dem er diese Punkte aus den Werten für die oberen Stößelumsteuerpunkte durch Differenzbildung mit der Hubgröße H errechnet.

Die Rechenwerte des Analog-Rechners 18 liegen als Sollwerte an einem Vergleicher 19 an. Den zweiten Eingang des Vergleichers 19 bilden die über einen Verstärker 20 verstärkten Meßwerte des Lesers 162

ίο des am Stößel 4 angeordneten Wegmeßsystems 16. Diese Meßwerte stellen die Istwerte für den Vergleicher 19 dar, der weiterhin elektrisch über einen Verstärker 21 mit einem elektro-hydraulischen Servosystem 22 verbunden ist. Von diesem ausgehende Hydraulikleitungen 23,24 sind an einer Servopumpenverstellung 25 angeschlossen, welche die Ubernullsteuerung der stufenlos regelbaren Hydraulikpumpe 13 bewirkt.

Wirkungsweise der Vorrichtung

Beim Wälzschleifen eines Zahnes eines schrägverzahnten Zahnrades Z führt der Stößel 4 bei rotierendem Schleifkörper 6 schnelle Hubbewegungen aus, während das zu schleifende Zahnrad Z die Wälzbewegung ausführt. Diese Bewegung setzt sich aus einer vom Werkstückschlitten 8 ausgeführten geradlinigen Komponente und einer vom im Werkstückschlitten 8 gelagerten Drehtisch 9 ausgeführten Rotationskomponente zusammen.

Die Hubgröße H des Stößels 4 ist entsprechend dem tatsächlichen Eingriffsweg des Schleifkörpers 6 einschließlich eines beidseitigen Uberlaufweges am Potentiometer 181 des Analog-Rechners 18 eingestellt. Der tatsächliche Eingriffsweg kann dabei aus einer Berechnung nach bekannten geometrischen Beziehungen oder experimentell ermittelt werden.

Bei Beginn des Schleifprozesses ist noch kein geradliniger Wälzweg zurückgelegt. Somit ist der Meßwert, den der Leser 152 des Wegmeßsystems 15 an den Analog-Rechner 18 abgibt, gleich Null bzw. einer als Null festgesetzten Zahl. Der Analog-Rechner 18 errechnet deshalb einen Wert als oberen Stößelumsteuerpunkt, der gemäß dem Überlaufweg über dem oberen Ende der zu schleifenden Flankenfläche F liegt. Entsprechend dem oberen Umsteuerpunkt des Stößels 4 errechnet der Analog-Rechner 18 nach dem Programm auch den jeweils unteren Umsteuerpunkt. Diese errechneten Werte liegen nun als Sollwerte am Vergleicher 19 an. Am Vergleicher 19 liegen jedoch auch die vom Leser 162 des Wegmeßsystems 16 abgegebenen Lagemeßwerte des Stößels 4 als Istwerte an. Sobald es zur Koinzidenz zwischen einem Soll- und einem Istwert kommt, gibt der Vergleicher 19 ein elektrisches Signal, verstärkt über den Verstärker 21, an das elektro-hydraulische Servosystem 22 ab. Dadurch wird eine der beiden Hydraulikleitungen 23, 24 niit Druck beaufschlagt, wodurch die Servopumpenverstellung 25 eine Übernullsteuerung der Hydraulikpumpe 13 bewirkt. Da sich somit der ölstrom im geschlossenen Hydraulikkreis für den Arbeitszylinder 10 umkehrt, wechselt die Bewegungsrichtung des Stößels 4.

Im weiteren Verlauf des Wälzschleifen der betrachteten Flankenfläche F wächst der Wälzweg an.

Damit werden auch entsprechend dessen geradliniger Komponente ansteigende Meßwerte vom Leser 152 an den Analog-Rechner 18 gegeben, der linar abhängig von diesen Meßwerten den jeweils oberen

Umsteuerpunkt des Stößels 4 auf der Flankenfläche F verschoben errechnet. Ist der Wälzweg für eine FlankenflächeF vollständig zurückgelegt, so· liegt auch der berechnete Wert für den jeweils oberen Stößelumsteuerpunkt im Bereich des unteren Endes der Flankenfläche F, und zwar um einen von der Hubgröße H sowie dem Überlaufweg abhängigen Betrag oberhalb des genannten Endes (Fig. 3).
Es wird also die jeweilige Hublage des Stößels 4

Endschalters 31 auf seiner Führung 30. Diese Verschiebung wird durch die Drehung des Drehmelders 34 und der mit diesem getriebemäßig verbundenen Gewindespindel 33 verursacht. Die Drehung des 5 Drehmelders 34 ist analog zur Drehung des im Taster 36 angeordneten Drehmelders und somit proportional zur Verschiebung des Taststiftes 361. Infolge der Anlage des Taststiftes 361 an dem Sinuslineal 37 erfolgt dabei die Verschiebung des Taststiftes 361 in

in Abhängigkeit von der geradlinigen Komponente io linearer Abhängigkeit von der geradlinigen Kompoder Wälzbewegung errechnet und somit dem tat- nente der Wälzbewegung.

sächlich wirksamen Eingriffsweg des Schleifkörpers 6 Somit ist deutlich, daß auch in dieser Ausführungs-

zugeordnet. Dieses geschieht fortlaufend während des form die Hublage des Stößels 4 während des Schleif-Schleifvorganges, also der Hubbewegung des Stößels 4. Vorganges in Abhängigkeit von der Wälzbewegung Hinsichtlich des Aufbaues ist die Ausführungs- 15 verändert wird. Dadurch wird die Hublage dem tatform nach Fig. 5 und 6 ähnlich der ersten Ausfüh- sächlich wirksamen Eingriffsweg des Schleifkörpers 6 rungsform, weshalb für gleiche Teile auch die glei- zugeordnet und Leerwege sind beim Schleifen von chen Bezugszeichen beibehalten wurden. schrägverzahnten Zahnrädern Z vermieden.

Unterschiedlich ist jedoch, daß der Arbeitszylinder In einer weiteren Ausführungsform (F i g. 7) wird

10 durch Druckluft betrieben wird. Seine beiden 20 der Arbeitszylinder 10 für die Bewegung des Stößels 4 Anschlußleitungen 11,12 sind an einem elektro- wieder hydraulisch bewegt. Seine beiden Anschlußmagnetisch betätigten Umsteuerschieber 26 ange- leitungen 11,12 sind wie bei der ersten Ausführungsschlossen, dessen Betätigungsmagnete an einem form an einer stufenlos regelbaren Hydraulikpumpe elektrischen Servosystem 27 anliegen. 13 angeschlossen, welche übernullsteuerbar ist. Auch

Am Stößel 4 ist eine Trägerleiste 28 angeordnet, 25 sind wieder Maximaldruckventile und eine über auf der Anschläge 29 verschoben und festgeklemmt Rückschlagventile angeschlossene Füllpumpe 14 für werden können. Im Wirkbereich der Anschläge 29 ist den geschlossenen Hydraulikkreis vorgesehen. Die am Drehteil 3 in einer Führung 30 ein elektrischer Umsteuerung der Pumpe 13 und damit die Bewe-Endschalter 31 verschiebbar gelagert. Dieser ist elek- gungsänderung des Stößels 4 erfolgt bei diesem Austrisch über einen Verstärker 32 mit dem elektrischen 30 führungsbeispiel durch eine zeitplangesteuerte Pum-Servosystem 27 verbunden. Weiterhin weist der End- penverstellung 38.

schalter 31 ein Innengewinde auf, in das eine Ge- In gleicher Weise wie bei der zweiten Ausfüh-

windespindel 33 eingreift. Die Gewindespindel 33 ist rungsform ist am Werkstückschlitten 8 ein Sinusim Drehteil 3 drehbar gelagert und getriebemäßig lineal 37 befestigt, an dem ein Taster 36 anliegt. Im mit einem elektrischen Drehmelder 34 verbunden. 35 Inneren des Tasters 36 ist ein Potentiometer ange-Der Drehmelder 34 steht elektrisch über einen Ver- ordnet, welches elektrisch über einem Verstärker 39 stärker 35 mit einem weiteren Drehmelder in Ver- an einem elektrohydraulischen Servosystem 40 angebindung, welcher im Gehäuse eines Tasters 36 an- schlossen ist. Durch dieses ist ein Dosierkolben 411 geordnet ist und nicht sichtbar ist. Der Taster 36 ist eines Dosierzylinders 41 betätigbar, dessen beide am Ständerbett 1 befestigt. Sein Taststift 361 ist 4° Zylinderräume mit Hydrauliköl gefüllt sind und über geradlinig verschiebbar und weist im Gehäuse des Leitungen 42, 43 mit den beiden Anschlußleitungen

11, 12 des Arbeitskolbens 10 verbunden sind. Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Infolge der laufenden Umsteuerung der Pumpe 13 45 durch die zeitplangesteuerte Pumpenverstellung 38 führt der Stößel 4 schnelle Hubbewegungen aus. Dem zu schleifenden Zahnrad Z wird die Wälzbewegung erteilt. Dabei wird die geradlinige Komponente der Wälzbewegung, die vom Werkstück-Wirkungsweise der Ausführungsform der Vorrich- 50 schlitten 8 ausgeführt wird, vom Taster 36 über das tung gemäß den Fig. 5 und 6: Sinuslineal 37 abgetastet und durch dessen Potentio-

In gleicher Weise wie bei der vorherigen Ausfüh- meter in eine dem geradlinigen Wälzweg proportiorungsform (F i g. 4) führt der Stößel 4 schnelle Hub- nale elektrische Spannung gewandelt. Diese liegt über bewegungen aus, während dem zu schleifenden dem Verstärker 39 am elektrohydraulischen Servo-Zahnrad Z die Wälzbewegung über dem Werkstück- 55 system 40 an und bewirkt eine der Spannung proschlitten 8 sowie dem in diesem gelagerten Dreh- portionale Verschiebung des Dosierkolbens 411 nach tisch 9 erteilt wird.

Die Hubgröße H ist dabei durch die Einstellung des Abstandes der Anschläge 29 auf der Trägerleiste 28 einstellbar. An den Hubendlagen berühren jeweils 60 die Anschläge 29 den Endschalter 31, wobei dieser einen elektrischen Impuls, verstärkt über den Verstärker 32, an das elektrische Servosystem 27 abgibt. Dadurch werden jeweils die entsprechenden Elektro-

magnete des Umsteuerschiebers 26 erregt, wodurch 65 Komponente der Wälzbewegung verschoben wird, der Arbeitszylinder 10 umgesteuert wird. Die An- ändert sich die Hublage des Stößels 4 laufend abderung der Hublage des Stößels 4 geschieht während hängig von der Wälzbewegung,
dessen Hubbewegung durch eine Verschiebung des Die vierte Ausführungsform (Fig. 8 und 9) weist

Tasters 36 ein Zahnstangen-Zahnradgetriebe auf, durch welches die geradlinigen Verschiebungen des Taststiftes 361 in analoge Verdrehungen des Drehmelders umgewandelt werden.

Am Werkstückschlitten 8 ist ein Sinuslineal 37 befestigt, dessen Anstiegswinkel einstellbar ist. An diesem Sinuslineal 37 liegt der Taststift 361 des Tasters 36 an.

rechts. Dadurch wird der Anschlußleitung 12 ein bestimmtes ölvolumen entzogen und dieses zusätzlich der Anschlußleitung 11 zugeführt.

Das bewirkt eine diesem Ölvolumen proportionale Verschiebung der Hublage des Stößels 4 nach unten. Da nunmehr der Dosierkolben 411 über das Servosystem 40 laufend entsprechend den Meßwerten des Tasters 36 und somit entsprechend der geradlinigen

13 14

für die Bewegung des Stößels 4 ein Geradschub- Bei Rotation der Welle 45 führt über das aus

kurbelgetriebe auf. Dieses ist im Drehteil 3 angeord- Kurbelscheibe 44, Pleuelstange 46 und Stößel 4 be-

net und besteht aus einer Kurbelscheibe 44, deren stehende Geradschubkurbelgetriebe der Stößel 4 als

Welle 45 über ein nicht gezeichnetes Getriebe mit dessen Abtriebsglied schnelle Hubbewegungen aus.

einem ebenfalls nicht gezeichneten Antriebsmotor 5 Analog zu den vorhergehenden Ausführungsbeispie-

verbunden ist. An der Kurbelscheibe 44 ist eine len ist wieder dem zu schleifenden Zahnrad Z die

Pleuelstange 46 angelenkt, wobei deren Anlenkpunkt, Wälzbewegung erteilt, wobei der Werkstückschlitten 8

d. h. der wirksame Radius der Kurbelscheibe 44, zum dessen geradlinige Komponente und der Drehtisch 9

Zweck der Änderung der Hubgröße H verstellbar ist. relativ zum Werkstückschlitten 8 dessen Rotations-

Das andere Ende der Pleuelstange 46 ist in einem io komponente ausführt.

Verstellschlitten 47 gelagert, welcher in einer Füh- Die Rotationskomponente der Wälzbewegung berung 48 des Stößels 4 verschiebbar aufgenommen ist. wirkt über die Drehung des Drehtisches 9 auch die Der Gleitstein 47 weist ein Innengewinde auf, in Verdrehung der Radialkurvenscheibe 54. Dabei wird welches eine Gewindespindel 49 eingreift. Diese ist der an deren Mantelfläche anliegende Taststift 531 im Stößel 4 drehbar gelagert und getriebemäßig mit 15 des Tasters 53 verschoben, und zwar linear abhängig einem elektrischen Drehmelder 50 verbunden. Der vom zurückgelegten Drehwinkel der Wälzbewegung. Drehmelder 50 steht über elektrische Verbindungs- Proportional zur Verschiebung des Taststiftes 531 leitungen 51 mit einem Verstärker 52 und einem wird der Rotor des im Taster 53 angeordneten Drehweiteren, nicht sichtbaren Drehmelder in Verbin- meiders verdreht, was eine entsprechende Verdrehung dung, welcher im Gehäuse eines Tasters 53 unter- 20 des Rotors des Drehmelders 50 und der mit diesem gebracht ist. Der Taster 53 ist am Werkstück- getriebemäßig verbundenen Gewindespindel 49 beschütten 8 befestigt und weist einen Taststift 531 auf. wirkt. Dadurch wird der Verstellschlitten 47 in sei-Dieser ist geradlinig verschiebbar und über ein im ner Führung 48 relativ zum Stößel 4 verschoben, Gehäuse des Tasters 53 angeordnetes Zahnstangen- wodurch sich der Anlenkpunkt der Pleuelstange 46 Zahnradgetriebe mit dem nicht sichtbaren Dreh- 25 in bezug auf den Stößel 4 ändert. Dieses ergibt eine meider getriebemäßig verbunden. Änderung der Hublage des Stößels 4 bei gleicher

Auf der Achse 54 des Drehtisches 9, die im Werk- Hubgröße H.

Stückschlitten 8 drehbar gelagert ist, ist eine Radial- Da diese Änderung der Hublage in Abhängigkeit

kurvenscheibe 55 befestigt. Diese besitzt einen kon- von der Rotationskomponente der Wälzbewegung

stanten Anstiegswinkel. 30 während der Hubbewegung des Stößels 4 erfolgt, ist

An ihrer Kurvenfläche liegt der Taststift 531 des eine Anpassung der Hublage an den tatsächlich wirk-

Tasters 53 an. samen Eingriffsweg des Schleifkörpers 6 möglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schleifen der Zahnflanken von vorbearbeiteten schrägverzahnten Zahnrädern auf im Teilwälzverfahren arbeitenden Zahnflankenschleifmaschinen, bei der zwischen der zu schleifenden Zahnflanke und dem rotierenden Schleifkörper eine Wälz- und eine Hubbewegung stattfindet, bei der der Schleifkörper an einem Stößel gelagert ist, dessen schnelle Hubbewegung in Zahnlängsrichtung durch einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder erzeugt wird, der durch Signale umsteuerbar ist, die bei bestimmten Stößellagen ausgelöst werden, und das zu schleifende Zahnrad von einem Werkstückschlitten aufgenommen ist, der die Wälzbewegung ausführt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) ein die Bewegungslage des Stößels (4) darstellendes Wegmeßsystem (16),

b) ein die Bewegungslage des Werkstückschlittens (8) darstellendes Wegmeßsystem (15),

c) einen Rechner (18), der aus den Meßwerten des die Bewegungsbahn des Werkstück-Schlittens (8) darstellenden Wegmeßsystems (15), einer der Eingriffslänge entsprechende Hubgröße Qi), der Zahnradbreite und dem Schrägungswinkel (ß) Stößelumsteuerpunkte nach bekannten Beziehungen errechnet,

d) einen Vergleicher (19), der die Rechnerausgabewerte und die Meßwerte des die Bewegungsbahn des Stößels (4) darstellenden Wegmeßsystems (16) vergleicht und bei Koinzidenz das dem Stößelumsteuerpunkt entsprechende Signal ausgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßstäbe (151; 152) der Wegmeßsysteme (15; 16) analog oder absolut digital codiert sind.

3. Vorrichtung zum Schleifen der Zahnflanken von vorbearbeiteten schrägverzahnten Zahnrädern auf im Teilwälzverfahren arbeitenden Zahnflankenschleifmaschinen, bei der zwischen der zu schleifenden Zahnflanke und dem rotierenden Schleifkörper eine Wälz- und eine Hubbewegung stattfindet, bei der der Schleifkörper an einem Stößel gelagert ist, dessen schnelle Hubbewegung in Zahnlängsrichtung durch einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder erzeugt wird, der durch Signale umsteuerbar ist, die bei bestimmten Stößellagen ausgelöst werden, mit zu diesem Zweck am Stößel angeordneten Anschlägen, welche mit einem Endschalter zusammenarbeiten, der im Wirkbereich der Anschläge an einem den Stößel führenden Drehteil vorgesehen ist und die Umsteuerung des Arbeitszylinders auslöst, und das zu schleifende Zahnrad von einem Werkstückschlitten aufgenommen ist, der die Wälzbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Endschalter (31) in der Bewegungsrichtung des Stößels (4) verschiebbar gelagert und mit einem Schraubtrieb (33) versehen ist, welcher einen Antrieb (34) aufweist, der über Verstärker (35) mit dem Meßwert-Ausgang eines Meßgebers (36; 53) des die Bewegungslage des Werkstückschlittens (8; 9) darstellenden Wegmeßsystems (36; 37; 53; 54) in Verbindung steht, so daß der jeweilige Drehwinkel des Antriebes (34) jeweils den Meßwerten des Wegmeßsystems (36; 37; 53; 54) proportional ist.

4. Vorrichtung zum Schleifen der Zahnflanken von vorbearbeiteten schrägverzahnten Zahnrädern auf im Teilwälzverfahren arbeitenden Zahnflankenschleifmaschinen, bei der zwischen der zu schleifenden Zahnflanke und dem rotierenden Schleifkörper eine Wälz- und eine Hubbewegung stattfindet, bei der der Schleifkörper an einem Stößel gelagert ist, dessen schnelle Hubbewegung in Zahnlängsrichtung durch einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder erzeugt wird, der durch Signale umsteuerbar ist, die bei bestimmten Stößellagen ausgelöst werden, und das zu schleifende Zahnrad von einem Werkstückschlitten aufgenommen ist, der die Wälzbewegung ausführt, mit einer zeitplangesteuerten umsteuerbaren Hydraulikpumpe oder einem Umsteuerschieber, die mit zwei Anschlußleitungen des Arbeitszylinders verbunden sind, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung (41), welche an beiden Anschlußleitungen (11; 12) des Arbeitszylinders (10) angeschlossen ist, und deren Dosierkolben (411) mit einem Antrieb (40) versehen ist, der über Verstärker (39) mit dem Meßwert-Ausgang des Meßgebers (36; 53) des die Bewegungslage des Werkstückschlittens (8,9) darstellenden Wegmeßsystems (36; 37; 53; 54) in Verbindung steht, so daß der jeweils zurückgelegte Weg des Antriebes (40) jeweils den Meßwerten dieses Wegmeßsystems (36; 37; 53; 54) proportional ist.

5. Vorrichtung zum Schleifen der Zahnflanken von vorbearbeiteten schrägverzahnten Zahnrädern auf im Teilwälzverfahren arbeitenden Zahnflankenschleifmaschinen, bei der zwischen der zu schleifenden Zahnflanke und dem rotierenden Schleifkörper eine Wälz- und eine Hubbewegung stattfindet, bei der der Schleifkörper an einem Stößel gelagert ist, dessen schnelle Hubbewegung in Zahnlängsrichtung durch ein Kurbelgetriebe erzeugt wird, mit einem am Stößel geführten Verstellschlitten für die Lagerung des Abtriebsgliedes des Kurbelgetriebes, der mittels eines Stellgliedes am Stößel in dessen Bewegungsrichtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (49) mit einem Antrieb (50) versehen ist, der über Verstärker (52) mit dem Meßwert-Ausgang des Meßgebers (36; 53) des die Bewegungslage des Werkstückschlittens (8; 9) darstellenden Wegmeßsystems (36; 37; 53; 54) in Verbindung steht, so daß der jeweilige Drehwinkel des Antriebes (50) jeweils den Meßwerten dieses Wegmeßsystems (36; 37; 53; 54) proportional ist.'

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegmeßsystem als analoges Wegmeßsystem ausgebildet ist und aus einem Sinuslineal (37) und einem am Maschinengestell (1) angebrachten Meßgeber (36) besteht, wobei das Sinuslineal (37) an dem die geradlinige Komponente der Wälzbewegung ausführenden Teil des Werkstückschlittens (8) befestigt ist und der Meßgeber (36) über einen Taststift (361) am Sinuslineal (37) anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegmeßsystem als analoges Wegmeßsystem ausge-

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bildet ist und aus einer Kurvenscheibe (54) mit beidseitigen Überlaufweges, entspricht. Die Länge konstantem Anstieg sowie einem Meßgeber (53) der Flankenfläche ist bekanntlich bei geradverzahnbesteht, wobei die Kurvenscheibe (54) am die ten Stirnrädern gleich der Zahnbreite, dagegen bei Rotationskomponente der Wälzbewegung aus- schrägverzahnten Stirnrädern um den Faktor l/cos β führenden Teil (Drehtisch 9) befestigt ist, wäh- 5 (ß = Schrägungswinkel des Zahnrades) größer. In rend der Meßgeber (53) am die geradlinige Korn- der Regel muß also beim Schleifen von schrägverponente der Wälzbewegung ausführenden Teil zahnten Zahnrädern die Hubgröße größer als bei des Werkstückschlittens (8) angeordnet ist und geradverzahnten Zahnrädern gleicher Breite eingeüber einen Taststift (531) an der Kurvenscheibe stellt werden.

(54) anliegt. io Die Schrägverzahnung eines Zahnrades bringt es

mit sich, daß sich jeder einzelne Zahn nicht mehr geradlinig, sondern schraubenförmig gekrümmt auf dem Mantel des Zahnrades erstreckt. Seine Flankenflachen können deshalb nicht mehr über ihre ge-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum 15 samte Länge von dem Schleifkörper bestrichen wer-Schleifen der Zahnflanken von vorbearbeiteten den, da dieser sich in einer Ebene bewegt. Der schrägverzahnten Zahnrädern auf im Teilwälzverfah- Schleifkörper ist somit auf einem Teil seines Hubren arbeitenden Zahnflankenschleifmaschinen, bei weges außer Eingriff. Dieser Teil des Hubweges ist denen zwischen der zu schleifenden Zahnflanke und bei schrägverzahnten Zahnrädern mit großen Durchdem rotierenden Schleifkörper eine Wälz- und eine 20 messern und kleinen Schrägungswinkeln klein, wächst Hubbewegung stattfindet, wobei der Schleifkörper an aber mit kleiner werdendem Durchmesser und größer einem Stößel gelagert ist, dessen schnelle Hubbewe- werdendem Schrägungswinkel rasch an. Bei schräggung in Zahnlängsrichtung entweder durch einen verzahnten Zahnrädern üblicher Größe beträgt der druckmittelbetätigten Arbeitszylinder erzeugt wird, Leerweg des Schleifkörpers oft den größeren Teil der durch Signale umsteuerbar ist, die bei bestimm- 25 des gesamten Hubweges, während dessen tatsächten Stößellagen ausgelöst werden, oder durch ein licher Eingriffsweg nur relativ klein ist. Dieser EinKurbelgetriebe erzeugt wird, mit einem am Stößel griffsweg des Schleifkörpers ist zunächst beim Schleifgeführten Verstellschlitten für die Lagerung des Ab- beginn eines Zahnes lediglich an dessen oberem Ende triebsgliedes des Kurbelgetriebes, der mittels eines wirksam, d. h. bei den ersten Hüben ist der untere Stellgliedes am Stößel in dessen Bewegungsrichtung 30 Teil des Hubweges Leerweg. In linearer Abhängigverschiebbar ist, und das zu schleifende Zahnrad von keit vom Wälzweg verschiebt sich jedoch beim Wälzeinem Werkstückschlitten aufgenommen ist, der die schleifen der Zahnflanke der Eingriffsweg bei jedem Wälzbewegung ausführt. Hub um einen bestimmten Betrag nach unten, so daß Mit diesem Oberbegrrff nimmt die Erfindung auf kurz vor der Fertigstellung der Zahnflanke der Eineinen Stand der Technik von Vorrichtungen zum 35 griffsweg nur noch an deren unterem Ende wirksam Schleifen der Zahnflanken Bezug, wie er in den ist.

Druckschriften schweizerische Patentschrift 360 867, Es ist nun offensichtlich, daß durch die großen

Patentschrift Nr. 43 524 des Amtes für Erfindungs- auftretenden Leerwege beim Schleifen von schräg-

und Patentwesen in Ost-Berlin sowie in den Prospek- verzahnten Zahnrädern der Zeitbedarf für den ge-

ten ZSTZ (Zahnrad-Wälzschleifmaschinen für zylin- 40 nannten Arbeitsgang eine erhebliche Größe besitzt,

drische Verzahnung), Prospekt-Nr. 4038/1963, S. 24 Der Zeitbedarf beträgt oft ein Mehrfaches von der

und 26, und ZSTZ, Prospekt-Nr. 1444/1966, S. 41, eigentlich notwendigen Größe, die durch den tat-

des VEB Großdrehmaschinenbau »7. Oktober«, sächlichen Eingriffsweg bestimmt ist, und wächst mit

Berlin-Weißensee, beschrieben ist. Aus diesen Druck- der Vergrößerung des Schrägungswinkels bzw. der Schriften ist es bekannt, die Lage der Hubbewegung 45 Verringerung des Durchmessers stark an.

so in den Bereich eines zu schleifenden Zahnrades Bisher wurde noch keine Möglichkeit bekannt,

zu verlegen, daß der Schleifkörper die gesamte Länge diese großen Leerwege beim Teilwälzschleifen von

einer Flankenfläche bestreichen kann. schrägverzahnten Zahnrädern zu vermeiden.

Diese Einstellung der Hublage geschieht vor dem Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zuBeginn des eigentlichen Schleifprozesses beim Still- 50 gründe, Vorrichtungen zum Schleifen der Zahnflanstand des Stößels. Sie erfolgt bei Zahnflankenschleif- ken von vorbearbeiteten schrägverzahnten Zahnmaschinen, deren Stößel durch einen hydraulisch rädern anzugeben, wobei bei einer der Größe des oder pneumatisch betätigten Arbeitszylinder bewegt Eingriffsweges des Schleifkörpers angepaßten Hubwird, im allgemeinen durch Lageveränderung von größe des Stößels dessen Hublage entsprechend dem klemmbaren Anschlägen. Diese arbeiten mit Grenz- 55 augenblicklich wirksamen Eingriffsweg einstellbar ist. wertgebern zusammen, welche die Umsteuerung des Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe in einer ersten Arbeitszylinders bei ihrer Betätigung auslösen. Wird Ausführungsform, wobei die Hubbewegung des demgegenüber der Stößel einer Zahnflankenschleif- Stößels durch einen druckmittelbetätigten Arbeitsmaschine durch ein Kurbelgetriebe bewegt, dann ist zylinder erzeugt wird, gelöst durch die folgenden es üblich, den Anlenkpunkt des Abtriebsgliedes über 60 Merkmale:
eine Gewindespindel und eine Handkurbel zu verschieben, a) ein die Bewegungslage des Stößels darstellendes

Die bekannten Konstruktionen von Zahnflanken- Wegmeßsystem,

schleifmaschinen lassen an sich die Einstellung der _{b) d die ß χ des Werkstückschlittens}

Hublage des Stoßeis nur bei dessen Stillstand zu. 6_{5 darstellen}des Weimeßsystem,
Die vom Stößel ausgeführte Große der Hubbewegung

wird üblicherweise so gewählt, daß sie der Länge der c) einen Rechner, der aus den Meßwerten des die

zu schleifenden Zahnflanken, einschließlich eines Bewegungsbahn des Werkstückschlittens darstel-