DE1216653B - Drehzahl-Einstelleinrichtung fuer eine nach dem Waelzverfahren arbeitende Maschine zur Verzahnung von Zahnraedern - Google Patents

Description

• Drehzahl-Einstelleinrichtung für eine nach dem Wälzverfahren arbeitende Maschine zur Verzahnung von Zahnrädern Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei der Herstellung von Zahnrädern im Wälzverfahren. Dabei wird das Werkstück auf einem langsam umlaufenden Werkzeugträger gehalten und befindet sich mit einem ebenfalls umlaufenden Werkzeug in Eingriff, welches den Werkstückumfang mit einer Verzahnung versieht. Der Ausdruck »Zahnrad« schließt im Laufe der nachstehenden Darlegungen nicht nur Zahnräder ein, bei welchen die Zahnköpfe parallel zur Radachse liegen oder einen geringen Winkel mit dieser einschließen, sondern auch Zahnräder, bei welchen dieser Winkel groß ist und die normalerweise als Schnecken oder Gewindespindeln bezeichnet werden. Bei den Verzahnungsverfahren, auf welche die Erfindung Anwendung findet, läuft das Werkzeug wesentlich schneller als das Werkstück um und das Werkstück macht im Verlauf eines vollständigen Herstellungsganges im allgemeinen mehrere volle Umdrehungen durch. Normalerweise wird das Werkzeug während des Bearbeitungsvorganges parallel zur Werkstückachse quer zum Werkstück vorgeschoben. Beim Abwälzschleifen wird im allgemeinen ein bereits vorbearbeitetes Werkstück mit einem Schruppschnitt vorgeschliffen und sodann werden die Achsen des Werkstückes und des Werkzeuges näher aneinandergerückt, um einen Fein- oder Endbearbeitungsschnitt auszuführen.
• Abwälzverfahren der soeben kurz dargelegten Art umfassen beispielsweise auch das Wälzfräsen von Zahnrädern, gemäß welchem mittels eines Wälzfräsers in ein rundes Werkstück eine Verzahnung eingeschnitten wird, und das Wälzschleifen, gemäß welchem ein bereits vorbearbeitetes Zahnrad mittels einer Schleifscheibe auf Maß geschliffen wird. Die Schleifscheibe hat im allgemeinen die Form einer eingängigen Schnecke aus hartem keramischem Werkstoff.
• Es sind Maschinen zur Ausführung derartiger Verfahren bekannt, bei welchen das Werkstück und das Werkzeug mittels jeweils eines gesonderten Antriebsmotors angetrieben werden. Von diesen beiden Antriebsmotoren arbeitet einer als Leitmotor und der andere als Folgemotor. Die: Folgemotor-Drehzahl wird zur Leitmotor-Drehzahl durch eine Einrichtung in einem einstellbaren Verhältnis gehalten, welche den Antriebsmotoren jeweils zugeordnete Drehmelder und einen mit diesen verbundenen Signalvergleicher enthält. Zur Einstellung jeweils gewünschter Drehzahlverhältnisse zum Zwecke der Herstellung von Zahnrädern unterschiedlicher Zähnezahlen ist inzwischen die Welle eines der Antriebsmotoren und den diesem jeweils zugeordneten Drehmelder bei bekannten Maschinen ein Genauigkeits-Zahnradgetriebe geschaltet. Dieses mechanische Getriebe begrenzt .naturgemäß die Arbeitsgenauigkeit, mit welcher derartige Maschinen die Werkstücke zu bearbeiten vermögen, da durch mechanische Ungenauigkeiten Veränderungen des eingestellten Drehzahlverhältnisses auftreten können. Die Summe der Ungenauigkeiten der einzelnen Getrieberäder und die sich über mehrere Getriebestufen addierende und vergrößernde Elastizität der einzelnen Getriebeglieder führen zwangläufig zu Ungenauigkeiten hinsichtlich des gegenseitigen Verhältnisses der Bewegungen der Werkzeugspindel und der Werkstückspindel.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese durch mechanische Übertragungsglieder verursachte Ungenauigkeiten zu beseitigen.
• Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine Drehzahl-Einstelleinrichtung für nach dem Wälzverfahren arbeitende Maschinen zur Verzahnung von Zahnrädern, bei welchen der Werkstückträger und das Werkzeug jeweils von gesonderten Antriebsmotoren angetrieben werden, deren einer als Leitmotor und deren anderer als Folgemotor arbeitet, und bei welchen der Werkzeugspindel und dem Werkstückträger jeweils Signalgeneratoren (Drehmelder) zugeordnet sind, deren Ausgänge in einem die Drehzahl des Folgemotors beeinflussenden Signalvergleicher miteinander verglichen werden. Eine derartige Drehzahl-Einstelleinrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem der beiden jeweils unmittelbar mit der Werkzeugspindel bzw. dem Werkstückträger gekoppelten Signalgeneratoren (Drehmelder) einerseits und dem Signalvergleicher andererseits ein an sich bekannter elektronischer Gruppenzähler geschaltet ist, mit welchem die in der Zeiteinheit abgegebene Anzahl von Signalen des betreffenden Drehmelders im Sinne einer Division oder Multiplikation entsprechend der wählbaren Solldrehzahl eines der Antriebsmotoren veränderbar ist.
• Der Gruppenzähler an sich bekannter Bauart kann. ein aus dekadischen Kaltkathoden-Zählröhren aufgebautes Zählwerk sein und durch Dekadenschalter auf die jeweils gewünschte, dem einzustellenden Drehzahlverhältnis entsprechende Impulsvervielfachung oder -teilung eingestellt werden.
• Die Erfindung wird nunmehr in ihren Einzelheiten an Hand einer grundsätzlichen Ausführungsform einer solchen Maschine unter Bezug auf die Zeichnung beispielsweise beschrieben, in welcher eine Schemadarstellung einer Zahnradschleifmaschine nach der Erfindung dargestellt ist.
• Die Zeichnung zeigt ein im Abwälzverfahren vorgeschrupptes Stirnrad 1, welches auf einem umlaufenden Werkzeugträger 2 befestigt ist und auf der dargestellten Maschine mittels einer Schleifscheibe 3 auf Maß geschliffen werden soll. Die Schleifscheibe hat die Form einer eingängigen Schnecke aus hartem keramischem Werkstoff. Die Verzahnung der Schleifscheibe 3 greift in diejenige des Werkstückes ein. Bei Beginn des Schleifvorganges haben die Werkzeug- und die Schleifscheibenspindel einen bestimmten gegenseitigen Abstand; so daß zunächst ein Schruppsclmitt ausgeführt werden kann. Nach Vollendung dieses Schruppschnittes werden die beiden Spindeln näher aneinander gerückt, um einen Fein- oder Endbearbeitungsschnitt ausführen zu können.
• Die Schleifscheibe 3 wird durch einen Kurzschlußläufermotor 4 angetrieben, der mit konstanter Drehzahl umläuft. Der Werkstückträger 2 wird mittels eines hydraulischen Drehmotors 5 angetrieben. Auf beiden Motortriebwellen sind- Schwungscheiben 6 angeordnet, durch die sichergestellt wird, daß hochfrequente Drehzahlschwankungen der Motoren 4 und 5 nicht auf die Werkzeugspindel 3 und die Spindel des Werkstückträgers 2 übertragen werden.
• An der Welle des Antriebsmotors 4 ist ein optischer Radial-Markierungsraster 7 angeordnet, so daß die Drehzahl dieses Radialrasters mittels eines fotoelektrischen Lesekopfes 8 abgelesen werden kann. Auf dem Werkstückträger 2 ist ebenfalls ein Radial-Markierungsraster 9 angebracht, so daß dessen Drehbewegung mittels eines fotoelektrischen Lesekopfes 10 erfaßt werden kann. Die durch den Vorbeilauf des Rasters 9 am Lesekopf 10 erzeugten elektrischen Signalschwingungen werden in Impulsform gebracht und einem Phasenvergleicher 11 zugeführt. Die im Lesekopf 8 erzeugten Signale werden ebenfalls in Impulsform gebracht und, nachdem sie durch ein elektronisches Schaltgetriebe bzw. einen elektronischen Gruppenzähler 12 geführt worden sind, in welchem sie in einer Multiplikations- oder Divisionsschaltung verarbeitet wurden, auch dem Signalvergleicher 11 zugeführt, so daß die beiden, dem Signalvergleicher zugeführten Signaleingänge in gleicher Größenordnung liegen. Das elektronische Schaltgetriebe 12 ist jeweils auf die Zähnezahl des Werkstückes 1 eingestellt. Falls die beiden, dem Signalvergleicher 11 zugeführten Signaleingänge außer Schritt fallen, wird in dem Signalvergleicher ein an der Signalleitung 13 auftretendes Fehlersignal erzeugt, das über einen Verstärker 14 einem elektrisch betätigten Servoventil 14 a zugeführt wird, welch letzteres die Strömungsmittelzufuhr zu dem hydraulischen Drehmotor 5 regelt. Mittels eines Schreibers 15 wird die Einfallsfrequenz des Fehlersignals 13 aufgezeichnet.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Drehzahl-Einstelleinrichtung für nach dem Wälzverfahren arbeitende Maschinen zum Verzahnen von Zahnrädern, -bei welchen der Werkstückträger und das Werkzeug jeweils von gesonderten Antriebsmotoren angetrieben werden, deren einer als Leitmotor und deren anderer als Folgemotor arbeitet, und bei welchen der Werkzeugspindel und dem Werkstückträger jeweils Signalgeneratoren (Drehmelder) zugeordnet sind, deren Ausgänge in einem die Drehzahl des Folgemotors beeinflussenden Signalvergleicher miteinander verglichen werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen einem der beiden jeweils unmittelbar mit der Werkzeugspindel bzw. dem Werkstückträger gekoppelten Signalgeneratoren (Drehmelder) (7, 8 und 9,10) einerseits und dem Signalvergleicher (11) andererseits ein an sich bekannter elektronischer Gruppenzähler (12) geschaltet ist, mit welchem die in der Zeiteinheit abgegebene Anzahl von Signalen des betreffenden Drehmelders im Sinne einer Division oder Multiplikation der wählbaren Solldrehzahl eines der Antriebsmotoren veränderbar ist.
2. 2. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeneratoren (7, 8 bzw. 9, 10) an sich bekannte umlaufende, an einem Markenleser (8 bzw 10) vorbeilaufende Kennmarkenträger (7 bzw. 9) aufweisen.
3. 3. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennmarken die Form eines optischen Radialrasters (7 bzw. 9) haben und mittels fotoelektrischer Leseköpfe (8 bzw. 10) abgetastet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1057 850; »Electrical Energy«, September 1965, S. 2 bis 5.