DE1552785B2 - Vorrichtung zum axialverschieben der fraesspindel einer waelzfraesmaschine - Google Patents

Description

satz kommenden Bereich der Schnittkante des Wälzfräsers so zu wählen, daß jedes Werkstück mit einem schon teilweise verschlissenen Bereich des Wälzfräsers geschruppt und anschließend mit einem Bereich des Wälzfräsers, der noch unbenutzte Schneidkanten aufweist, unter kontinuierlichem Axialvorschub der Frässpindel geschlichtet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das axial unverschiebbar gelagerte Gewindeteil bei ausgerücktem Differentialgetriebe mit einem getrennten Antrieb verbindbar und von diesem auch im Stillstand des Drehantriebs der Frässpindel drehantreibbar ist.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß nach einer bei kontinuierlicher Axialverschiebung der Frässpindel durchgeführten Fertigbearbeitung eines Werkstücks diese Axialverschiebung während des Werkstückwechsels zu einem großen Teil rückgängig gemacht werden kann, so daß die Schruppbearbeitung des nächstfolgenden Werkstücks mit schon teilweise abgenutzten Schneidkanten des Wälzfräsers durchgeführt wird und die frischen Schneidkanten erst zum Schlichten in Eingriff kommen. Diese Vorgangsfolge kann sich bei einer Vielzahl aufeinanderfolgender gleicher Werkstücke wiederholen, mit der Folge, daß eine hohe Bearbeitungsgüte während einer erheblich verlängerten Standzeit des Wälzfräsers aufrechterhalten werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Abwälzfräsmaschine mit einem Frässpindelkopf, der eine Vorrichtung zum Axialverschieben der Frässpindel aufweist, ■ F i g. 2 den Frässpindelkopf nach F i g. 1 aus der entgegengesetzten Richtung betrachtet und in größerem Maßstab gezeichnet,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2,

F i g. 5 eine Kupplung zum intermittierenden Verstellen des Fräsers und

F i g. 6 und 7 Teilschnitte längs der Linie 6-6 in F i g. 4 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen der Vorrichtung zum Axialverschieben der Frässpindel. . Hauptbestandteile der in F i g. 1 dargestellten Abwälzfräsmaschine 10 sind eine Grundplatte 11, ein Ständer 12, ein am Ständer 12 waagerecht verschiebbar geführter Frässpindelschlitten 13, der einen Frässpindelkopf 14 trägt, sowie ein in bezug auf den Ständer 12 senkrecht verstellbarer Arbeitstisch 15 mit einem Spannfutter 16 und einem Reitstock 17, der auf einem Säulenteil 19 des Arbeitstisches 15 senkrecht verschiebbar ist.

Der Arbeitstisch 15 ist am Ständer 12 auf Führungsstangen 21 von kreisrundem Querschnitt geführt und mit einer Gewindespindel 22 verstellbar. Der Frässpindelschlitten 13 ist am Ständer 12 auf Führungen 23 quer zur gemeinsamen Achse des Spannfutters 16 und des Reitstocks 17 verschiebbar. Die Antriebskraft wird dem Frässpindelkopf über eine Welle 24 zugeführt, die axial verschiebbar mit der Nabe eines Kegelrades 25 verbunden ist und von einem Motor 26 aus über einen Riemen 27 und eine Riemenscheibe 28 angetrieben wird.

Der Frässpindelkopf 14 weist gemäß F i g. 3 ein Gehäuse 34 auf, in dem eine Antriebswelle 36 an beiden Enden in Wälzlagern 37 und 38 gelagert ist. Die Antriebswelle 36 trägt ein Kegelrad 39, das mit dem Kegelrad 25 kämmt. Auf dem anderen Ende der Antriebswelle 36 sitzt ein Antriebsritzel 40, das mit einem Zahnrad 42 kämmt, an dem ein Schwungrad 43 mit Schrauben 43 a befestigt ist. Die Nabe 44 des Zahnrades 42 ist durch eine Keilverzahnung 46 mit dem Fräsdorn 45 axial verschiebbar verbunden. Das Zahnrad 42 ist mit Schrauben 47 an einer Buchse 48 befestigt, die in dem Gehäuse 34 in Wälzlagern 49 und 50 gelagert ist.

jo Der Fräsdorn 45 ist in der Buchse 48 und einem Gegenhalterteil 34 α des Gehäuses 34 gelagert und trägt zwischen seinen Lagerungen einen Wälzfräser 51. Das Schwungrad 43 ist durch Stifte 52 mit einem Zahnrad 53 verbunden, das auf einer Muffe 54 gelagert ist. Die Muffe 54 ist mit Wälzlagern 55 auf der Nabe 44 des Zahnrades 42 gelagert und gegenüber dem Zahnrad 42 und dem Fräsdorn 54 drehbar. Das Zahnrad 53 kämmt mit einem Ritzel 56, das mit einem zweiten Ritzel 57 kuppelbar ist. Die beiden Ritzel 56 und 57 sind als Teile einer im Gehäuse 34 untergebrachten Kupplung 58 an ihren benachbarten Flächen mit Stirnverzahnungen versehen und können mit einem mit der Hand drehbaren Nocken 59 oder mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung in ihre Kupplungsstellung gebracht werden.

Das Ritzel 57 kämmt mit einem Zahnrad 60, das durch eine Paßfeder 69 mit der Muffe 54 drehfest verbunden ist. Wenn die Ritzel 56 und 57 miteinander gekuppelt sind, treibt das Zahnrad 53 über die beiden Ritzel das Zahnrad 60 und damit auch die Muffe 54 an. Wenn man die Zähnezahlen N der Zahnräder 53 und 60 sowie der Ritzel 56 und 57 so wählt, daß die Bedingung

56

N₁

>1

co

erfüllt ist, läuft die Muffe 54 schneller um als der Fräsdorn 45, wenn die Ritzel 56 und 57 miteinander gekuppelt sind. Eine solche relative Drehbewegung ruft wegen der folgenden Merkmale eine axiale Bewegung des Fräsdorns hervor:

Gleichachsig mit der Muffe 54 ist eine Spindelmutter 62 angeordnet und mit ihr durch Stifte 63 drehfest verbunden. In die Spindelmutter 62 ist eine Gewindespindel 64 eingeschraubt, die durch eine Paßfeder 65 mit dem Fräsdorn 45 verbunden ist. Wird die Antriebswelle 36 angetrieben, so treibt sie das Ritzel 40 und damit auch das Zahnrad 42, den Fräsdorn 45 und auch die Buchse 48 an. Das Schwungrad 43 treibt das Zahnrad 53 an, das seinerseits über die miteinander gekuppelten Ritzel 56 und 57 das Zahnrad 60 antreibt. Hierbei drehen sich die Muffe 54 und die Spindelmutter 62 schneller als der Fräsdorn 45. Infolgedessen muß sich die Gewindespindel 64 in bezug auf die Spindelmutter 62 bewegen, da die Gewindespindel durch die Paßfeder 65 und eine Schraube 67 mit dem Fräsdorn 45 verbunden ist. Gemäß F i g. 3 bewirkt hierbei die Gewindespindel 64 eine Verstellung des Fräsdorns 45 nach links. Diese Verstellung erfolgt kontinuierlich, solange das Ritzel 40 angetrieben wird und die Ritzel 56 und 57 gekuppelt sind.

Die Spindelmutter 62 ist gegen axiale Bewegungen in dem becherförmigen Ende der Muffe 54 durch eine Buchse 68 gesichert, die an der Muffe mit Schrauben 69' befestigt ist. Am entgegengesetzten Ende der Buchse 68 ist eine Platte 70 befestigt.

In der Buchse 68 ist eine weitere Buchse 72, die an einem Ende einen nach innen ragenden Flansch

73 trägt, angeordnet. An dem der Platte 70 benachbarten Ende der Gewindespindel 64 ist eine Platte

74 befestigt. Der Flansch 73 und die Platte 74 dienen dazu, die Grenzen des Verstellbereichs des Fräsdorns 45 anzuzeigen.

Die Buchse 68 ist von einem ringförmigen Endschalter 75 umschlossen, der nach innen ragende Finger 78 aufweist, mit denen vorgespannte Stifte 76 und 77 zusammenarbeiten, um den Endschalter 75 axial festzulegen. Wird der Fräsdorn 45 nach außen vorgeschoben, wobei sich die Gewindespindel 64 nach links bewegt, greift die Platte 74 an dem Flansch 73 an, so daß der Endschalter 75 nach links bewegt wird. Wird der Fräsdorn 45 dagegen nach rechts verstellt, greift die Platte 74 an einem Haltering 79 an, um die Buchse 72 und den Endschalter 75 gemäß F i g. 3 nach rechts zu bewegen.

Wird der Endschalter 75 durch die Finger 78 bewegt, so wird gemäß F i g. 4 einer von zwei Bolzen 80 und 81 entgegen der Kraft einer zugehörigen Vorspannfeder 82 bzw. 83 nach außen gedruckt, so daß der Endschalter betätigt wird.

Solange die Ritzel 56 und 57 gekuppelt sind, wird der Wälzfräser 51 kontinuierlich von rechts nach links verstellt. Der Frässpindelkopf kann aber auch schrittweise verstellt werden. Hierzu weist das Zahnrad 60 eine zweite Verzahnung 84 auf, die mit einem Ritzel 85 kämmt, das durch einen vorzugsweise hydraulisch zu betätigenden umsteuerbaren Motor 86 antreibbar ist, mit dem es über eine Kupplung 87 kuppelbar ist. Das Ritzel 85 treibt über die Zähne 84 das Zahnrad 60, die Muffe 54 und die Spindelmutter 62 mit einer Drehgeschwindigkeit an, die sich von der Drehgeschwindigkeit des Fräsdorns 45 unterscheidet, so daß eine axiale Bewegung der Gewindespindel 64 gegenüber der Spindelmutter 62 herbeigeführt und der Fräsdorn axial verstellt wird. Beim Betrieb mit schrittweise stattfindender Verstellung des Fräsers 51 kann man dafür sorgen, daß eine vorbestimmte Verstellung während vorbestimmter Zeitspannen oder in Abhängigkeit davon bewirken wird, daß eine vorbestimmte Zahl von Werkstücken bearbeitet worden ist.

Für die intermittierende Verstellbewegung ist gemäß F i g. 3 im Gehäuse 34 eine weitere Kupplung 88 angeordnet; zu ihr gehört ein Kolben 89, der mit einem über eine Öffnung 90 zuführbaren Druckmittel derart betätigt werden kann, daß er eine Reibungskraft über ein Drucklager 91 (F i g. 4) auf eine Kupplungstrommel 92 und die Platte 70 aufbringt. Hierdurch werden der Kolben 89, die Kupplungstrommel und die Stirnplatte 70 miteinander verspannt. Die Kupplungstrommel 92 trägt einen Skalenring 93 mit einer Skala zum Anzeigen der Größe der Verstellbewegung, die gewählt werden soll, sowie zum Anzeigen der intermittierenden Verstellung.

Eine Rückstellfeder 94 liegt gemäß F i g. 4 in einer Aussparung 95 auf der Außenseite des Kolbens 89. Die Enden 94 α und 946 der Feder 94 sind gemäß F i g. 6 und 7 an Stangen 96 und 97 befestigt, die durch Stifte 98 und 99 entgegen der Spannung der Rückstellfeder 94 festgehalten werden. Zwischen den Stangen 96 und 97 ist eine mit der Kupplungstrommel 92 durch Schrauben 101 verbundene Platte 100 angeordnet. Wird die Kupplungstrommel 92 gedreht, bewegt die Platte 100 eine der Stangen 96 und 97, derart, daß die Rückstellfeder 94 gespannt wird. Ein Ringteil 104, das als Anzeigeorgan wirkt, kann gegenüber der Kupplungstrommel 92 mit einer in F i g. 2 angedeuteten Schraube 104 α verstellt werden, um gemäß F i g. 7 ein von der Kupplungstrommel 92 weg ragendes Schalterbetätigungsglied 105 in eine vorbestimmte Stellung zu bringen. Das Ringteil 104, mit dem die Verstellbewegung vorherbestimmt wird, arbeitet mit dem Skalenring 93 zusammen.

Am Gehäuse 34 ist ein Ring 106 angeordnet, der einen radial nach innen ragenden Flansch 107 als Reaktionsfiäche für Federn 108 aufweist, die an einem Rückstellring 109 angreifen, von dem die Kupplungstrommel 92 und der Kolben 89 zurückgeführt werden, sobald kein hydraulischer Druck mehr auf den Kolben 89 wirkt. Der Rückstellring 109 weist mehrere Taschen 110 zum Aufnehmen der Federn 108 auf.

Das Schalterbetätigungsglied 105 dient dazu, einen Schalter 112 zum Begrenzen der Verstellbewegung gemäß F i g. 2 über einen schwenkbaren Hebel 113 zu betätigen, der einen Kontaktarm 114, einen drehbaren Achsenabschnitt 115, einen Betätigungsarm 116 und einen Nocken 117 umfaßt, der so angeordnet ist, daß er von dem Schalterbetätigungsglied 105 erfaßt werden kann, um den Kontaktarm 114 von dem Schalter 112 abzuheben. Dem Arm 114 ist gemaß Fig. 2 ein unter Federspannung stehender Stift 118 in Richtung auf den Schalter 112 vorgespannt. Der Achsenabschnitt 115 ist in dem Bauteil 106 drehbar gelagert.

Es sei nun angenommen, der Frässpindelkopf solle intermittierend nach links (F i g. 3) verstellt werden. Das Ringteil 104 wird auf der Kupplungstrommel 92 gedreht und auf eine vorbestimmte Verstellstrecke eingestellt. Die Ritzel 56 und 57 werden entkuppelt, und das Ritzel 85 wird mit dem Motor 86 gekuppelt,

damit es das Zahnrad 60 über die Zähne 84 antreibt. Das hydraulische Druckmittel wird über die Öffnung 90 zugeführt, um den Kolben 89 zu betätigen und die Kupplungstrommel 92 reibungsschlüssig mit der Platte 70 zu verbinden, die sich zusammen mit der Mutter 62 dreht.

Wird die Kupplungstrommel 92 in Richtung des Pfeils A in F i g. 7, d. h. im Uhrzeigersinn gedreht, wird auch das Schalterbetätigungsglied 105 auf dem an der Kupplungstrommel 92 befestigten Ringteil 104 in Richtung des Pfeils B bewegt.

Sobald das Schalterbetätigungsglied 105 den Finger 117 erfaßt, öffnet der Kontaktarm 114 den Schalter 112, um anzuzeigen, daß die durch die Stellung des Ringteils 104 bestimmte Verstellung bewirkt worden ist. Der Schalter 112 verhindert dann jede weitere Verstellung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Ende der Frässpindel verschraubt ist. Das Differen- Patentansprüche: tialgetriebe, über das die Gewindespindel vom Dreh antrieb der Frässpindel aus antreibbar ist, weist zwei

1. Vorrichtung zum Axialverschieben der Fräs- gleichachsige Zahnräder auf, von denen das erste mit spindel einer Wälzfräsmaschine mit einem dreh- 5 der Frässpindel und das zweite mit der Gewindespinbar, jedoch axial unverschiebbar gelagerten Ge- del drehfest verbunden ist. Diese beiden Zahnräder windeanteil, das mit einem an einer Verlängerung kämmen mit je einem Ritzel; die beiden Ritzel sind der Frässpindel ausgebildeten Gegengewinde in auf einer gemeinsamen Achse gelagert und drehfest Eingriff steht und mit dem Drehantrieb der Fräs- miteinander verbunden. Die gemeinsame Achse der spindel durch ein ausrückbares Differentialge- io beiden Ritzel ist ihrerseits exzentrisch in einem Getriebe verbunden ist, von dem es mit einer von häuse gelagert, das auch die Lagerungen der Fräsder Drehzahl der Frässpindel abweichenden spindel und der Gewindespindel enthält. Durch Ver-Drehzahl antreibbar ist, dadurch gekenn- drehen dieser Welle lassen sich die beiden Ritzel in zeichnet, daß das Gewindeteil (Spindelmutter und außer Eingriff mit den zugehörigen Zahnrädern 62) bei ausgerücktem Differentialgetriebe (53, 56, 15 des Differentialgetriebes bringen. Sind die Ritzel 57, 60) mit einem getrennten Antrieb (85, 86) außer Eingriff, so wird die Gewindespindel von der verbindbar und von diesem auch im Stillstand des Frässpindel mitgenommen; eine Relativdrehung zwi-Drehantriebes (24)_; der Frässpindel (45) drehan- sehen beiden findet also nicht statt. Sind die beiden treibbar ist. Ritzel dagegen in Eingriff mit den zugehörigen Zahn-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, deren Diffe- 20 rädern des Planetengetriebes, so wird die Gewinderentialgetriebe gleichachsige Zahnräder aufweist, spindel infolge eines geringfügigen Zähnezahluntervon denen das erste mit der Frässpindel und das schiedes der beiden Zahnräder des Planetengetriebes zweite mit dem Gewindeteil drehfest verbunden mit einer von der Drehzahl der Frässpindel abweiist, und die mit je einem Ritzel eines Paars dreh- chenden Drehzahl angetrieben. Zwischen der Fräsfest miteinander verbundener Ritzel kämmen, 25 spindel und der Gewindespindel findet somit eine Redadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ritzel lativdrehung statt, die zur Folge hat, daß die Fräs-(56, 57) lösbar miteinander gekuppelt sind und spindel kontinuierlich axial verschoben wird.

der getrennte Antrieb (85, 86) ein von einem Die durch diese bekannte Vorrichtung ermöglichte

Motor (86) antreibbares Ritzel (85) aufweist, das kontinuierliche, von der Drehung und somit vom mit dem zweiten Zahnrad (60) kämmt. 30 Arbeitsfortschritt des Wälzfräsers abhängige Axial-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit verschiebung wird als wesentlicher Fortschritt gegeneinem die Axialverschiebung der Frässpindel be- über älteren, beispielsweise aus der USA.-Patentgrenzenden Endschalter, dadurch gekennzeichnet, schrift 2 481 974 bekannten Vorrichtungen angesedaß der Endschalter (75, ILS) zum Entkuppeln hen, bei denen für die Axialverschiebung der Fräsdes getrennten Antriebes (85, 86) ausgebildet ist. 35 spindel ein gesonderter, intermittierend arbeitender

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, da- Antrieb vorgesehen ist. Bei einer ausschließlich interdurch gekennzeichnet, daß mit dem Gewindeteil mittierenden Axialverschiebung der Frässpindel, die (62) durch eine gleichzeitig mit dem getrennten jeweils nach der Bearbeitung einer bestimmten AnAntrieb (85, 86) einschaltbare Kupplung (89, 92) zahl von Werkstücken stattfindet, wird der Wälzfräser ein Schalterbetätigungsglied (105) zu gemeinsamer 40 nämlich nicht vollständig ausgenützt, denn das mit Drehung verbindbar ist, das bei ausgerückter der Axialverschiebung angestrebte Ziel, einen unbe-Kupplung von einer Rückstellfeder (94) in einer nutzten Abschnitt des Wälzfräsers mit dem nächsten Nullstellung gehalten ist und bei eingerückter Werkstück in Eingriff zu bringen, wird nur dann erKupplung einen in einstellbarem Winkelabstand reicht, wenn die Axialverschiebung der Frässpindel von der Nullstellung angeordneten Schalter (112) 45 derart reichlich bemessen wird, daß bestimmte Abbetätigt, der zum Entkuppeln des getrennten An- schnitte des Wälzfräsers, die erst kurze Zeit mit einem triebs (85, 86) ausgebildet ist. Werkstück in Eingriff gestanden haben, infolge der

Axialverschiebung wieder außer Eingriff kommen,

• ehe sie merklich abgenutzt sind. Mit dem Übergang 50 zu einer kontinuierlichen, vom Antrieb für die Drehbewegung der Frässpindel abgeleiteten Axialverschiebung ist dieser Nachteil beseitigt worden, und damit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Axial- schien eine vollständige Ausnutzung des Wälzfräsers

verschieben der Frässpindel einer Wälzfräsmaschine gewährleistet zu sein.

mit einemdrehbar, jedoch axial unverschiebbargelager- 55 Der Erfindung liegt indessen die Erkenntnis zuten Gewindeteil, das mit einem an einer Verlängerung gründe, daß auch eine kontinuierliche Axialverschie-•der Frässpindel ausgebildeten Gegengewinde in Ein- bung noch nicht in allen Fällen die optimale Ausgriff steht und mit dem Drehantrieb der Frässpindel nutzung des Wälzfräsers — und damit auch der Fräsdurch ein ausrückbares Differentialgetriebe verbun- maschine — ermöglicht, da die noch unbenutzten den ist, von dem es mit einer von der Drehzahl der 60 Schneidkanten des Wälzfräsers ohne Rücksicht auf Frässpindel abweichenden Drehzahl antreibbar ist. den jeweiligen Bearbeitungszustand des Werkstücks

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf in Eingriff gebracht werden.

einen Stand der Technik Bezug, wie er in der USA.- Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zuPatentschrift 2 700 324 beschrieben ist. Dort ist das gründe, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagerte Ge- 65 Gattung derart zu gestalten, daß sie es unter Beibewindeteil eine Gewindespindel, und das zugehörige haltung der Vorteile einer kontinuierlichen Axialver-Gegengewinde ist das Innengewinde eines mutterähn- Schiebung des Wälzfräsers während der Bearbeitung liehen Bauteils, das mit dem einen, hohlgebohrten jedes einzelnen Werkstücks ermöglicht, den zum Ein-