DE1267950B - Device for continuously regulating the distance between work pieces and tools on a gear shaving machine or the like. - Google Patents
Device for continuously regulating the distance between work pieces and tools on a gear shaving machine or the like.Info
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Description
Vorrichtung zum kontinuierlichen Regeln des Abstandes Werkstück-Werkzeug an einer Zahnrad-Schabmaschine od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Regeln des Abstandes Werkstück-Werkzeug an einer Zahnrad-Schab-, Honorier Preßglättmaschine in Abhängigkeit vom Werkstückmaß mit einem Werkzeug- und einem Werkstückträger. Das Meßsteuern von Werkzeugmaschinen ist bekannt. Im allgemeinen werden dabei mit einem Meßgerät die Maße der Werkstücke abgetastet und nach dem Meßergebnis die Tiefenzustellung oder eine andere Maschineneinstellung selbsttätig geregelt, wobei das Meßgerät als Geber dient und eine Vorschubspindel, ein Vorschubkolben oder eine andere Verstelleinrichtung als Empfänger.Device for continuous regulation of the workpiece-tool distance on a gear shaving machine or the like. The invention relates to a device for continuous regulation of the workpiece-tool distance on a gear-scraper, Honorary press smoothing machine depending on the workpiece size with a tool and a workpiece carrier. The measurement control of machine tools is known. in the In general, the dimensions of the workpieces are scanned with a measuring device and according to the measurement result, the depth infeed or another machine setting automatically regulated, with the measuring device serving as an encoder and a feed spindle, a feed piston or some other adjustment device as a receiver.
Zahnrad-Feinbearbeitungsmaschinen haben in einer sogenannten stehenden Ausführung ein C-förmiges Maschinengestell, dergestalt, daß der eine Schenkel des C von einem überhängenden Ausleger gebildet wird, der das Werkzeug trägt und der andere Schenkel von einer das Werkstück tragenden Konsole gebildet wird. Bei sogenannten liegenden Maschinen wird der eine Schenkel beispielsweise von einem Werkzeugspindelstock und der andere Schenkel von dem das Werkstück tragenden Teil des Maschinengestells gebildet. Bei beiden Maschinengattungen sind Mittel, z. B. eine Schraubspindel mit Spindelmutter, vorhanden, mit denen ein bestimmter Achsabstand eingestellt werden kann.Gear finishing machines have a so-called standing Execution of a C-shaped machine frame, such that one leg of the C is formed by an overhanging arm that carries the tool and the other legs is formed by a console carrying the workpiece. With so-called machine, one leg is, for example, of a tool headstock and the other leg of the part of the machine frame that carries the workpiece educated. In both types of machines, means such. B. a screw spindle with Spindle nut, with which a certain center distance can be set can.
Es ist eine Meßautomatik zum Steuern von Feinstbearbeitungsmaschinen bekannt, die auf der Tätigkeit von Wärmedehnstäben beruhen, die, abhängig von der wechselnden Raumtemperatur, erwärmt oder abgekühlt werden, um so die Maschine maßgenau zu erhalten. Diese automatische Vorrichtung ist kompliziert, weil die Wärmedehnstäbe auf die Vorschubmittel wirken müssen. Sowie Vorschubmittel bewegt werden, macht sich der Unterschied zwischen der Reibung der Ruhe und der Reibung der Bewegung bemerkbar.It is an automatic measuring system for controlling precision processing machines known, which are based on the activity of thermal expansion rods, which, depending on the changing room temperature, heated or cooled, so the machine is dimensionally accurate to obtain. This automatic device is complicated because of the thermal expansion rods must act on the feed means. As well as feed means are moved, makes the difference between the friction of rest and the friction of movement noticeable.
Der Erfindung liegt als Aufgabe eine Zahnrad-Feinbearbeitungsmaschine zugrunde, die nach den Ist- und Sollmaßen des Werkstücks gesteuert wird. Da bei einer Feinbearbeitungsmaschine die Meßsteuerung in kleinsten Beträgen erfolgen muß, soll der Einfluß des Unterschieds zwischen der Reibung der Bewegung und der Reibung der Ruhe, d. h. also die Neigung zum sogenannten Ruckgleiten, vermieden werden. Die Vorrichtung soll auch vergleichsweise einfach sein.The object of the invention is a gear precision machining machine which is controlled according to the actual and nominal dimensions of the workpiece. Included a fine processing machine the measurement control must be carried out in the smallest amounts, should be the influence of the difference between friction of motion and friction of rest, d. H. i.e. the tendency to so-called stick-slip, can be avoided. The device should also be comparatively simple.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß, wie an sich bekannt, das Werkzeug durch regelbare Wärmedehnung eines an ihm angreifenden Bauteils bewegbar ist und daß das erwähnte Bauteil das parallel dem Abstand Werkstück-Werkzeug gelegene Teil eines C-förmigen Maschinengestells ist, dessen einer Ausleger den Werkzeug-, der andere Ausleger den Werkstückträger abstützt. Auf diese Weise ist es mit verhältnismäßig einfachen Mitteln möglich, Maßveränderungen von praktisch unbegrenzter Kleinheit ohne einen Ruckgleiteffekt zu regeln.This object on which the invention is based is achieved by that, as is known per se, the tool by controllable thermal expansion one on him attacking component is movable and that the component mentioned is parallel to the The distance between the workpiece and the tool is part of a C-shaped machine frame, One of the arms supports the tool carrier and the other arm supports the workpiece carrier. In this way, it is possible to change the dimensions with relatively simple means of practically unlimited smallness without regulating a slip-back effect.
An sich wäre es denkbar, in die Maschine ein besonderes, auf den Werkstück- oder Werkzeugsupport wirkendes Bauteil einzubauen, dessen Wärme gesteuert wird. Das hätte aber den Nachteil, daß von diesem Bauteil ein Schlitten bewegt werden müßte, der nach wie vor dem Unterschied zwischen der Reibung der Ruhe und der Reibung der Bewegung unterworfen wäre. Besser ist es, erfindungsgemäß die Wärmedehnung der Maschine selbst zu steuern.In itself it would be conceivable to install a special, on the workpiece or to install a component that acts as a tool support, the heat of which is controlled. But that would have the disadvantage that a slide would be moved by this component should, as before, the difference between the friction of rest and friction would be subject to movement. It is better, according to the invention, the thermal expansion of the Controlling the machine yourself.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Maschinengestell von Zahnrad-Feinbearbeitungsmaschinen mit Wärmetauschern zu versehen, um den Einfiuß der Wärmeausdehnung des Maschinengestells auf das Arbeitsergebnis infolge der Veränderung der Raumtemperatur oder veränderlicher Sonneneinstrahlung zu verhindern oder mindestens zu mildern. Bei diesem Vorschlag war aber nicht daran gedacht, diese Wärmetauscher zur Regelung der Werkstückmaße zu benutzen. Im Unterschied dazu wird bei der Erfindung die Wärmedehnung des Bauteils von einer als Geber dienenden Zahnradmeßeinrichtung geregelt. Dabei wird vorteilhaft so vorgegangen, daß das parallel zum Abstand Werkstück-Werkzeug liegende Teil des Maschinengestells mit einem Wärmetauscher versehen ist, bei dem die Zuleitung und die Ableitung des Wärmeträgers von dem Geber gesteuert wird. Günstig kann es auch sein, wenn wesentliche Teile oder das ganze Maschinengestell erwärmt oder gekühlt werden, wobei diese Temperaturveränderung durch den Geber geregelt wird. Vorteilhaft kann auch eine derartige Ausgestaltung der Erfindung sein, daß die Temperatur der Kühl- oder Schneidflüssigkeit mit dem Geber geregelt wird.It has already been proposed that the machine frame of gear finishing machines to be provided with heat exchangers in order to prevent the thermal expansion of the machine frame on the work result as a result of the change in room temperature or more changeable To prevent or at least mitigate sun exposure. With this proposal but it was not thought of using these heat exchangers to regulate the workpiece dimensions to use. In contrast to this, in the case of the invention, the thermal expansion of the component controlled by a gear measuring device serving as a transmitter. Doing so will be beneficial proceeded in such a way that the part of the Machine frame is provided with a heat exchanger, in which the supply line and the derivation of the heat transfer medium is controlled by the transmitter. Cheap it can also be when essential parts or the entire machine frame heats up or cooled, this temperature change being controlled by the encoder will. Such an embodiment of the invention can also be advantageous that the temperature of the coolant or cutting fluid is controlled with the encoder.
Die Erfindung ist mit den F i g. 1 bis 6 erläutert. Es zeigt F i g. 1 als Beispiel eine Zahnrad-Schabmaschine von vorn, F i g. 2 die Maschine nach F i g. 1 von der Seite und teilweise im Schnitt mit der Erfindung, F i g. 3 schematisch eine Zahnweitenmeßeinrichtung nach der Erfindung, F i g. 4 schematisch eine Kugelmeßeinrichtung nach der Erfindung, F i g. 5 ein weiteres Beispiel einer Zahnrad-Feinbearbeitungsmaschine nach der Erfindung und F i g. 6 ein anderes Beispiel nach der Erfindung. Die Erfindung ist zunächst an einer Zahnrad-Schabmaschine nach den F i g. 1 und 2 erläutert. Die Maschine besteht aus einem Maschinengestell 10 mit einer Führung 11, auf der eine Konsole 12 in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert ist. Für den Vertikalvorschub ist eine Vorschubspindel 13 vorgesehen. Die Konsole trägt einen Werkstücktisch 14, der in bekannter Weise eingestellt und angetrieben werden kann. Die Mittel hierfür sind bekannt; sie gehören nicht zur Erfindung und sollen daher nicht näher beschrieben sein. Der Werkstücktisch trägt mit Hilfe zweier Reitstöcke 15, 16 od. dgl. das Werkstück 17. Oberhalb des Werkstücktisches ist am Maschinengestell mit Hilfe einer Rundführung ein Werkzeugträger 18 um eine vertikale Achse schwenkbar und feststellbar gelagert. Im Werkzeugträger ist ein Schabrad 19 aufgenommen, das in bekannter Weise von einem Motor über ein Getriebe, die beide nicht gezeichnet sind, angetrieben wird. Schabrad und Werkstück laufen während der Bearbeitung, wie bekannt, mit gekreuzten Achsen. Die Spanabnahme wird üblicherweise unterstützt durch Bespülen mit einer Kühlflüssigkeit oder einem Schneidöl, das beispielsweise aus dem Vorratsbehälter 27a einer Ölzentrifuge 27 gesaugt und über die Leitungen 23, 24 dem Eingriffsfeld, d. h. dem Schabrad und dem Werkstück, zugeführt wird. Die Kühl- bzw. Schneidflüssigkeit fließt durch die Abflußleitung 26 in die Zentrifuge zurück.The invention is shown in FIGS. 1 to 6 explained. It shows F i g. 1 as an example a gear shaving machine from the front, F i g. 2 the machine according to FIG. 1 from the side and partially in section with the invention, F i g. 3 schematically a tooth width measuring device according to the invention, FIG. 4 schematically a ball measuring device according to the invention, FIG. 5 shows another example of a gear finishing machine according to the invention; and FIG. 6 shows another example according to the invention. The invention is first applied to a gear shaving machine according to FIGS. 1 and 2 explained. The machine consists of a machine frame 10 with a guide 11 on which a bracket 12 is mounted so as to be displaceable in the vertical direction. A feed spindle 13 is provided for the vertical feed. The console carries a workpiece table 14 which can be adjusted and driven in a known manner. The means for this are known; they do not belong to the invention and should therefore not be described in more detail. The workpiece table carries the workpiece 17 with the aid of two tailstocks 15, 16 or the like. Above the workpiece table, a tool carrier 18 is mounted on the machine frame with the aid of a circular guide so that it can be pivoted and locked about a vertical axis. A shaving wheel 19 is accommodated in the tool holder and is driven in a known manner by a motor via a transmission, both of which are not shown. As is known, the shaving wheel and workpiece run with crossed axes during machining. The chip removal is usually supported by flushing with a coolant or a cutting oil, which is sucked for example from the reservoir 27a of an oil centrifuge 27 and fed via the lines 23, 24 to the area of engagement, ie the shaving wheel and the workpiece. The cooling or cutting fluid flows back through the drain line 26 into the centrifuge.
Während der Bearbeitung erwärmt sich die Kühl-bzw. Schneidflüssigkeit und mit ihr der Werkzeugträger, das Schabrad, die Reitstöcke, der Werkstücktisch und die Konsole. Im Verlauf des Arbeitstages wechselt auch die Temperatur des Maschinengestells. Beispielsweise durch die Erwärmung von Schabrad und Werkrad und ihre Träger dehnen sich diese Teile aus, beispielsweise von den Maßen 29, 30, die dem kalten Zustand entsprechen, auf die Maße 31, 32 im warmen Zustand. (Die Ausdehnung wurde übertrieben dargestellt.) Dieses gewissermaßen Zusammenwachsen von Werkzeug- und Werkstückträger bringt eine Veränderung der erzielten Werkstückabmessungen mit sich. Einen ähnlichen Einfluß hat auch die Wärmeausdehnung des Maschinengestells. Diese Veränderung der Werkzeugmaschine war bisher schädlich, weil sie Maßveränderungen am Werkstück zur Folge hat. Nach einem älteren Vorschlag wird der schädliche Einfluß der Wärmeausdehnung vermieden oder gemildert.During the processing, the cooling or heating system heats up. Cutting fluid and with it the tool holder, the shaving wheel, the tailstocks, the workpiece table and the console. During the working day, the temperature of the machine frame also changes. For example, stretching by heating the shaving wheel and work wheel and their carriers these parts from, for example, from the dimensions 29, 30, the cold state correspond to the dimensions 31, 32 when warm. (The expansion has been exaggerated This, so to speak, growing together of tool and workpiece carriers brings about a change in the workpiece dimensions achieved. A similar one The thermal expansion of the machine frame also has an influence. This change in Machine tool was previously harmful because it changes the dimensions of the workpiece Consequence. According to an older suggestion, the harmful influence of thermal expansion avoided or mitigated.
Die Erfindung benutzt die Wärmeausdehnung zum kontinuierlichen Regeln des Abstandes Werkstück-Werkzeug. Am Maschinengestell ist im Bereich des Arbeitsraumes 33 (F i g. 2) ein Wärmetauscher 34 oder sind Wärmetauscher 34, 35 vorgesehen, mit deren Hilfe die Temperatur des Maschinengestells und damit die Wärmeausdehnung der Maschine beeinflußt werden können. Im folgenden soll nur die Ausführungsform mit einem Wärmetauscher 34 beschrieben werden. Die Funktion mit mehreren Tausehern (35) ist daraus ohne Erläuterung ableitbar. Der Wärmetauscher wird von einer Pumpe 20 aus versorgt, die einen Wärmeträger, z. B. Öl, aus einem Vorratsbehälter 21 ansaugt und durch eine Leitung 22 und ein Ventil 37 pumpt. Das Öl läuft durch eine Abflußleitung 25 in den Vorratsbehälter zurück. Zur Regelung der Temperatur des Wärmeträgers im Vorratsbehälter ist eine Heizschlange 28 od. dgl. vorgesehen.The invention uses thermal expansion for continuous control the distance between workpiece and tool. On the machine frame is in the area of the work area 33 (FIG. 2) a heat exchanger 34 or heat exchangers 34, 35 are provided with whose help the temperature of the machine frame and thus the thermal expansion of the Machine can be influenced. In the following, only the embodiment is intended a heat exchanger 34 can be described. The function with several thousands (35) can be derived from this without explanation. The heat exchanger is operated by a pump 20 supplied from a heat transfer medium such. B. oil, sucks in from a reservoir 21 and through a line 22 and a valve 37 pumps. The oil runs through a drain line 25 back into the storage container. To regulate the temperature of the heat transfer medium in the A heating coil 28 or the like is provided for the storage container.
Die Regelung des Abstandes geht von einem Meßgerät 70, 71 aus, das irgendeine Bestimmungsgröße am Zahnrad, z. B. die Zahnweite (F i g. 3) oder das Prüfmaß über Kugeln (F i g. 4) oder eine andere Bestimmungsgröße oder Kombinationen mißt, den gemessenen Istwert in bekannter Weise mit dem Sollwert vergleicht und einen Steuerimpuls (angedeutet mit den Pfeilen 72, 73) entweder an das Ventil 37 oder an die Heizschlange 28 weitergibt. Auf diese Weise sind die Maße des in der Maschine eingespannten Werkstücks auf sehr feine Weise durch Steuern der Wärmeausdehnung des Maschinengestells regelbar.The regulation of the distance is based on a measuring device 70, 71 that any determinant on the gear, e.g. B. the tooth width (F i g. 3) or that Test dimension using balls (Fig. 4) or another determinant or combinations measures, compares the measured actual value in a known manner with the nominal value and a control pulse (indicated by arrows 72, 73) either to valve 37 or passes on to the heating coil 28. In this way, the dimensions of the in the Machine clamped workpiece in a very fine way by controlling thermal expansion of the machine frame adjustable.
Eine andere Ausführungsform zeigt F i g. 5. Es wird der Wärmetauscher 50 durch ein System von Rippen 51, die je nach erwünschter Wirkung horizontal oder vertikal verlaufen oder kombiniert angeordnet sein können, gebildet. Als Wärmeträger kann wieder eine Flüssigkeit dienen, die aus einem Behälter über eine Leitung 52 und ein Dosierventil 53 und über das Rippensystem 50, 51 geleitet wird. Die Wirkung kann durch nicht gezeichnete Leitbleche verstärkt werden.Another embodiment is shown in FIG. 5. It becomes the heat exchanger 50 by a system of ribs 51, which, depending on the desired effect, horizontal or run vertically or can be arranged in combination. As a heat transfer medium a liquid can again serve, which is drawn from a container via a line 52 and a metering valve 53 and passed over the rib system 50, 51. The effect can be reinforced by guide plates that are not shown.
Statt eines flüssigen Wärmeträgers kann auch ein gasförmiger, beispielsweise Luft, verwendet werden. In diesem Fall kann ein Ventilator 54 vorgesehen sein, der beispielsweise mit Heizspiralen 55 erwärmte Luft gegen die den Arbeitsraum 33 benachbarte Gestellwand 40 bläst, wobei auch hier die Gestellwand ihrer besonderen Aufgabe entsprechend geformt, beispielsweise mit Rippen versehen sein kann. Das Dosierventil 53 oder die Heizspirale 55 oder eine Heizschlange 56 im Vorratsbehälter werden von dem Meßinstrument 70 oder 71 gesteuert.Instead of a liquid heat transfer medium, a gaseous one, for example Air, can be used. In this case, a fan 54 can be provided which For example, with heating coils 55 heated air against the work space 33 adjacent Frame wall 40 blows, the frame wall here too corresponding to its particular task shaped, for example provided with ribs. The metering valve 53 or the heating coil 55 or a heating coil 56 in the storage container are from the measuring instrument 70 or 71 controlled.
F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die gesamte Maschine erwärmt wird. Der Wärmeträger wird dem Vorratsbehälter 60 entnommen, der zum Erwärmen des Mittels mit einer Heizschlange 61 versehen ist. Eine Pumpe 62 drückt das Mittel in die Leitung 63, von wo aus es mit Leitungen 64, 65, 66, 67 auf die ganze Maschine verteilt und mit Hilfe von Brausen 68 od. dgl. von innen gegen das Maschinengestell gesprüht wird. In der Leitung 63 kann ein Ventil 69 vorgesehen sein, so daß, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, wahlweise Steuermittel zur Verfügung stehen, nämlich entweder das genannte Ventil 69 oder/und die Heizschlange 61. Die Erfindung ist besonders günstig bei Maschinen mit C-Ständern verwendbar, aber auf diese nicht beschränkt.F i g. 6 shows an embodiment of the invention in which the entire machine is heated. The heat transfer medium is taken from the storage container 60, which is provided with a heating coil 61 for heating the agent. One pump 62 pushes the agent into the line 63, from where it with lines 64, 65, 66, 67 distributed over the entire machine and with the help of showers 68 or the like from the inside is sprayed against the machine frame. A valve 69 can be provided in the line 63 be, so that, as in the previously described embodiments, optional Control means are available, namely either said valve 69 and / or the heating coil 61. The invention is particularly beneficial in machines Can be used with, but not limited to, C-stands.
Statt das erwärmende Mittel gegen die Wand des Maschinengestells zu sprühen oder zu blasen, kann das Gestell auch von einem Leitungssystem zum Durchfließen des erwärmenden Mittels durchdrungen sein. Statt flüssiger oder gasförmiger Mittel können auch Wärmestrahlen verwendet werden. Die schematische Anordnung wäre etwa die der F i g. 6, wenn die Brausen 68 durch Strahler ersetzt sind.Instead of the heating agent against the wall of the machine frame spray or blow, the frame can also be flown through by a pipe system be penetrated by the warming agent. Instead of liquid or gaseous media heat rays can also be used. The schematic arrangement would be about that of FIG. 6, when the showers 68 have been replaced by radiators.
Während alle vorher beschriebenen Beispiele gesonderte Wärmetauscher zeigen, die ihrer exakten Regelbarkeit wegen zu empfehlen sind, ist es auch möglich, auf diese zu verzichten und die Temperatur der Schneidflüssigkeit vom Meßgerät 70 oder 71 aus zu regeln. In diesem Fall wird durch Besprühen mit der Kühl- oder Schneidflüssigkeit z. B. die Wärmeausdehnung des Reitstocks 15 und des Werkzeugs 19 erfindungsgemäß geregelt.While all the examples described above show separate heat exchangers, which are recommended because of their exact controllability, it is also possible to do without them and to regulate the temperature of the cutting fluid from the measuring device 70 or 71. In this case, by spraying with the cooling or cutting liquid z. B. the thermal expansion of the tailstock 15 and the tool 19 is regulated according to the invention.
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| GB515239A (en) * | 1937-06-14 | 1939-11-29 | Nat Broach & Mach | An improved method of and machine for finishing gears |
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1964
- 1964-12-09 DE DEP1267A patent/DE1267950B/en active Pending
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1965
- 1965-09-22 GB GB4030765A patent/GB1088229A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1088229A (en) | 1967-10-25 |
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