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Vorrichtung an Wälzfräsmaschinen zur selbsttätigen Axialverschiebung
der Frässpindel Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an Wälzfräsmaschinen
zur selbsttätigen Axialverschiebung der Frässpindel um einstellbare Strecken mittels
eines Verschiebemotors und in Abhängigkeit vom Werkstückwechsel. Derartige Vorrichtungen
haben den Zweck, infolge der axialen Verstellung des Wälzfräsers den Verschleiß
über die ganze Fräserlänge gleichmäßig zu verteilen.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird jeweils nach der Bearbeitung
eines Werkstückes beim Zurückgehen des Werkzeugschlittens selbsttätig ein hydraulischer
Motor in Gang gesetzt, der absatzweise die Axialverschiebung der Frässpindel bewirkt.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Axialverschiebung nach einer bestimmten
Anzahl von durch ein Zählwerk gezählten Werkstückwechseln vorzunehmen. An einem
Zählwerk kann die bei jedem Werkstückwechsel gewünschte Anzahl von Axialverschiebungsschritten
der Frässpindel eingestellt werden. Der Verschiebeantrieb wird dann nach der entsprechenden
Zahl von Verschiebeschritten jeweils stillgesetzt.
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Demgegenüber wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß zwei mittels
elektrischer Impulse gesteuerte Zählwerke angeordnet sind, von denen das erste,
die einzelnen Werkstückwechsel registrierende Zählwerk nach einer einstellbaren
Anzahl von Wechseln den Verschiebemotor einschaltet und das zweite Zählwerk nach
einer einstellbaren Anzahl von periodischen Bewegungen eines die Spindel verschiebenden
Gliedes den Verschiebemotor ausschaltet. Auf diese Weise wird erreicht, daß - im
Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung - nicht nur der Betrag der jeweiligen Axialverschiebung
des Wälzfräsers eingestellt werden kann, sondern daß man auch nach Wunsch bestimmen
kann, nach wiev iel Werkstückwechseln eine solche Axialverschiebung erfolgen soll.
Dies ist wichtig, weil die Werkstücke nach Werkstoff, Modul, Zähnezahl und Zahnbreite
stark wechseln und daher die optimale Ausnutzung eines Wälzfräsers sehr davon abhängt,
nach wieviel Werkstücken jeweils die Verschiebung vorgenommen wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß sie mit
durch elektrische Impulse gesteuerten Zählwerken arbeitet. Derartige Zählwerke stellen
auf dem Markt erhältliche, billige und zuverlässige Bauteile dar, so daß die unter
Verwendung dieser Elemente geschaffene Vorrichtung zur Fräserverschiebung ebenfalls
einfach und billig ist und sehr betriebssicher arbeitet, während die bekannten Bauarten
wesentlich verwickeltere Lösungen darstellten.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine vom Ausschaltzähler
auslösbare elektromagnetischeBremse für den axialen Vorschubantrieb der Frässpindel
vorgesehen, durch die erreicht wird, daß im Augenblick: des Abschaltens des Vorschubmotors
die angetriebenen Teile auch wirklich stillstehen, so daß genau der gewünschte Verschiebebetrag
erreicht wird. Dies ist deswegen wichtig, weil die Fräserzähne genau auf Mitte der
auszufräsenden Zahnlücken stehen müssen, wenn die Verzahnung genau werden soll,
und weil etwaige Fehler sich mit der wachsenden Zahl der Verschiebungen addieren.
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Weitere Merkmale, die sich z. B. auf die Sicherung gegen Verschieben
der den Fräser tragenden Spindel über die zulässigen Grenzen hinaus sowie darauf
beziehen, das die Abschaltung steuernde und damit den Verschiebebetrag bestimmende
Element in derart veränderlichem Verhältnis zur Verschiebebewegung der Fräserspindel
oder zur Drehzahl des Verschiebemotors anzutreiben, daß der gewünschte Verschiebebetrag
stets mit ganzzahligen periodischen Bewegungen dieses Elements erreicht wird, ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
den Ansprüchen und der Zeichnung.
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Die Einzelmerkmale lassen sich je für sich oder zu mehreren oder,
soweit sinngemäß, sämtlich in Verbindung miteinander verwirklichen.
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Fig. 1 ist ein schematisch vereinfacht gezeichneter waagerechter Schnitt
durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Verschiebeanordnung; Fig.2 ist ein zugehöriger
senkrechter Teilschnitt. Die in Fig. 1 dargestellten Bauteile gehören einer ein
Ganzes bildenden Fräseinheit an. Über eine Stirnradreihe, die die Räder 1 bis 4
umfaßt, wird eine Schneckenwelle 5 angetrieben, deren in der Zeichnung nicht sichtbare
Schnecke das Schneckenrad 6 in Umdrehung
versetzt. Dieses ist mittels
eines in der Frässpindel 9 festen Keiles 7, der in eine Nut 8 des Schnekkenrades
6 hineinragt, mit der Frässpindel 9 drehfest, aber längsverschieblich verbunden.
Über die Antriebskette 1 bis 5 wird also die Frässpindel 9 in Umdrehung versetzt.
Die Frässpindel ist u. a. in dem im Gehäuse der Fräseinheit festen Teil 10 gelagert.
Sie ist als Hohlwelle ausgebildet. Durch sie hindurch ist eine Spannstange 11 geführt,
die von dem rechten Ende 12 der Frässpindel her angezogen werden kann und mit der
der Konus 13 in die Spindel 9 gespannt wird, der sich in einen den Fräser 15 tragenden
Dorn fortsetzt. Der Fräser ist gegen einen Bund 14 dieses Dornes mit stirnseitiger
Mitnahme gehalten und der Dorn ist in dem im Gehäuse der Fräseinheit befestigten
Teil 10' gelagert.
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Von einem nicht gezeichneten besonderen Vorschubmotor aus kann die
Schnecke 16 in Umdrehung versetzt werden, von der die Axialverschiebung der Fräserspindel
9 und damit des Fräsers 15 abgeleitet ist. Die Schnecke treibt ein Schneckenrad
17 an, das in einem wieder im Gehäuse der Fräseinheit festen Teil 10" gegen Axialverschiebung
gehalten ist und auf einem Verschiebegewindestück 17" der Frässpindel 9 aufgeschraubt
ist. Dieses Verschiebegewindestück 17" ist im Gehäuse 10" drehfest, aber axial verschiebbar
gelagert und ist zwischen einer Absatzkante 9' der Frässpindel und einem auf der
Frässpindel festen Anlaufring 9" gehalten, so daß es die Frässpindel bei einer axialen
Verschiebung mitnimmt. Durch Drehung der Schnecke 16 wird somit die Frässpindel
9 und damit der Fräser 15 axial verschoben.
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Von der Drehung des Vorschubmotors ist außer der Drehung der Schnecke
16 auch diejenige einer Welle 18 abgeleitet, die mit der Welle der Schnecke 16 über
Wechselräder20, 21 in bestimmtem einstellbarem Drehzahlv erhältnis gekuppelt ist.
Auf der Welle 18 sitzt an geeigneter Stelle ein Nocken 19, der auf den Schaltstift
25 eines elektrischen Ausschaltzählwerkes 26 einwirkt. An geeigneter Stelle der
Maschine ist ein weiteres elektrisches Zählwerk 27 angebracht, das durch beim Wechseln
der Werkstücke gegebene Impulse betätigt wird. Schließlich sind noch Endschalter
28 und 29 an der Fräseinheit angebracht, die mit einem auf der Frässpindel 9 aufgesetzten
Schaltring 30 zusammenwirken.
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Die Wirkungsweise ist folgende. Bei jedem Wechsel des Werkstückes
erhält das Zählwerk 27 durch eine beliebige geeignete kontaktgebende Einrichtung
einen elektrischen Impuls. Nach einer einstellbaren Anzahl von solchen Impulsen,
die z. B. zwischen 1 und 50 liegen kann, betätigt das Zählwerk 27 seinerseits eine
Kontaktgebevorrichtung, mit der der in der Zeichnung nicht dargestellte Verschiebemotor
für die Axialverschiebung der Frässpindel und damit des Fräsers eingeschaltet und
zugleich eine elektromagnetisch steuerbare Bremse für die die Axialverschiebung
bewirkenden Teile freigegeben wird. Die elektromagnetische Bremseinrichtung, die
an sich bekannter Art sein kann, ist in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt.
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Der Vorschubmotor treibt über das aus der Schnecke 18' und dem Schneckenrad
18" bestehende Schneckengetriebe, das z. B. ein Übersetzungsverhältnis von 2 :49
haben kann, die Welle 18 und über die Wechselräder 20 und 21 sowie Schnecke 16 das
Schneckenrad 17, das als Axialvorschubspindelmutter wirkt, und verschiebt somit
über das Verschiebegewindestück 17' die Frässpindel in axialer Richtung.
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Der Nocken 19, welcher sich mit Welle 18 dreht, gibt bei jeder Umdrehung
über den Stift 25 dem elektrischen Zählwerk 26 einen elektrischen Impuls. Nach einer
voreingestellten Anzahl solcher Impulse schaltet das Zählwerk 26 wieder über eine
Kontaktgebeeinrichtung den Vorschubmotor für die Schnecke 16 ab, so daß die Axialverschiebung
aufhört. Zugleich mit dem Ausschalten des Vorschubmotors wird die nicht gezeichnete
elektromagnetische Bremse eingeschaltet, damit die bewegten Teile sofort stillstehen.
Das Zählwerk 26 dient zur Bestimmung der Verschiebegröße je nach Modul des Werkstückes.
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Der größte Verschiebeweg der Frässpindel und damit des Fräsers beträgt
beispielsweise 40 mm. Damit die Maschine gegen eine Verschiebung über die damit
gegebenen Grenzen hinaus gesichert wird, sind die Endschalter 28 und 29 angeordnet,
die im Stromkreis für den Antriebsmotor der Maschine hintereinander liegen. Wenn
der Schaltring 30 der Frässpindel 9 auf den einen oder anderen der beiden Endschalter
einwirkt, ist der Stromkreis unterbrochen. Der die größte Verschiebung begrenzende
Endschalter ist derart geschaltet, daß die Maschine nicht wieder eingeschaltet werden
kann, solange sich die Teile in der der größten Verschiebung der Frässpindel entsprechenden
Stellung befinden.
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Zur weiteren Sicherung ist gegebenenfalls eine kurz vor Erreichen
der Endstellung selbsttätig, vorzugsweise mittels elektrischer Kontakte auslösbare
Signaleinrichtung vorgesehen, z. B. optischer Art, also eine Signallampe.
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Für einen bestimmten Modul kann sich der Verschiebebetrag noch entsprechend
der Spannutenzahl ändern. Dies läßt sich dadurch regeln, daß in der Antriebskette
vom Vorschubmotor bis zur Schnecke 16 hinter das während der Axialverschiebung des
Fräsers periodisch bewegte Element, von dem die Impulse für das Abschaltzählwerk
gesteuert und damit der Verschiebebetrag bestimmt wird, bei dem beschriebenen Beispiel
also hinter der Welle 18 mit dem Nocken 19, Mittei zur Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit,
z. B. der Umlaufzahl des bewegten Elements im Verhältnis zur Geschwindigkeit der
Axialverschiebung oder zur Drehzahl des Verschiebemotors eingeschaltet werden. Bei
dem gezeichneten Beispiel sind diese Mittel die Räder 20, 21, die als Wechselräder
ausgebildet sind. Es wird errechnet und tabellarisch niedergelegt, welches Übersetzungsverhältnis
notwendig ist, damit der gewünschte Verschiebebetrag bei einer ganzen Zahl von Umdrehungen
der Nockenwelle 18 erreicht wird. Die dieser Übersetzung entsprechenden Wechselräder
werden :dann aufgesteckt. Für den praktischen Gebrauch wird eine entsprechende Wechselrad-Tabelle
aufgestellt, .die auf Fräsermodul, Nutenzahl des Fräsers und Verschiebebetrag Rücksicht
nimmt und aus der abgelesen werden kann, welche Wechselräder jeweils zu wählen sind.